《力學(xué)單位制》運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系PPT
第一部分內(nèi)容：課標(biāo)要求
1.知道基本單位、導(dǎo)出單位及單位制等有關(guān)概念。
2.明確國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量和力學(xué)中三個(gè)基本物理量及其單位。
3.理解單位制的有關(guān)應(yīng)用。
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自學(xué)新教材
一、基本單位
1．填一填
(1)物理學(xué)的關(guān)系式：①確定了____之間的關(guān)系；②確定了物理量的____之間的關(guān)系。
(2)基本量與基本單位：選定幾個(gè)物理量的單位，利用物理量之間的____ 就能推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作____，它們相應(yīng)的單位叫作____。
(3)導(dǎo)出量與導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)____推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量叫作____，推導(dǎo)出來(lái)的相應(yīng)單位叫作 ____ 。
(4)單位制：____單位和____單位一起組成了單位制。
2．判一判
(1)基本量可以任意選定。( )
(2)時(shí)間的單位s是基本單位。( )
(3)速度的單位m/s是導(dǎo)出單位。 ( )
(4)物理公式表示了物理量間的數(shù)量關(guān)系和單位關(guān)系。 ( )
3．選一選
(1)關(guān)于物理量和物理量的單位，下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定長(zhǎng)度、質(zhì)量、力為三個(gè)基本量
B．后人為了紀(jì)念牛頓，把“牛頓”作為力學(xué)中的基本單位
C．1 N＝1 kg•m•s－2
D．“秒”“克”都是基本量
(2)[多選]關(guān)于以下物理量和單位，下列判斷正確的是 ( )
①加速度�、诿住、哿Α、芮Э恕、葙|(zhì)量�、廾搿�
⑦牛頓 ⑧牛/千克�、釙r(shí)間�、饷�/秒
A．①③⑦⑨是矢量 B．②④⑥是基本單位
C．⑤⑦⑧⑩是導(dǎo)出單位 D．⑧是①的單位
二、國(guó)際單位制
1．填一填
(1) 國(guó)際單位制
國(guó)際通用的、包括一切____領(lǐng)域的單位制，簡(jiǎn)稱SI。
(2)國(guó)際單位制的基本單位
(3)在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定長(zhǎng)度、____、____為基本量。
2．判一判
(1)質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間是力學(xué)中的基本物理量。( )
(2)時(shí)間是國(guó)際單位制中的基本單位。( )
(3)kg•m/s是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位。( )
(4)時(shí)間的單位h是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位。( )
3．想一想
中國(guó)“飛人”蘇炳添在百米比賽的最快速度可以達(dá)到12 m/s，某人騎助力車的速度為20 km/h。中國(guó)首艘航母“遼寧艦”正常航速可達(dá)29節(jié)。僅憑所給三個(gè)速度的數(shù)值“12、20、29”能否判斷其運(yùn)動(dòng)的快慢？為什么？
提示：不能。因?yàn)閱挝徊唤y(tǒng)一。
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提升新知能
突破點(diǎn)一 對(duì)單位制的理解
1．單位制的意義
單位是物理量的組成部分，對(duì)于物理量，如果有單位一定要在數(shù)字后帶上單位，同一個(gè)物理量，選用不同單位時(shí)其數(shù)值不同。統(tǒng)一單位，便于人們的相互交流，統(tǒng)一人們的認(rèn)識(shí)。
2．單位制的組成
[典例1] 給出以下物理量或單位，請(qǐng)按要求填空。
A．米 B．牛頓 C．加速度 D．米/秒2 E．質(zhì)量
F．千克 G．時(shí)間 H．秒 I．位移 J．厘米2
K．千克/米3 L．焦耳
(1)屬于基本單位的是________。
(2)屬于導(dǎo)出單位的是________。
(3)屬于物理量的是________。
[對(duì)點(diǎn)練清]
1．下列關(guān)于單位制的說(shuō)法中，正確的是 ( )
A．在國(guó)際單位制中力學(xué)的三個(gè)基本單位分別是長(zhǎng)度單位m、時(shí)間單位s、力的單位N
B．長(zhǎng)度是基本物理量，其單位m、cm、mm都是國(guó)際單位制中的基本單位
C．公式F＝ma中，各量的單位可以任意選取
D．公式F＝kma中，各物理量的單位都采用國(guó)際單位時(shí)k＝1
2．在物理學(xué)中，選定七個(gè)物理量的單位作為國(guó)際單位制的基本單位，利用物理量之間的關(guān)系就可以推導(dǎo)出其他物理量的單位。已知F＝ma，其中F表示作用在物體上的力，m表示物體的質(zhì)量，a表示物體的加速度。則力的單位用國(guó)際單位制的基本單位表示應(yīng)該是( )
A．kg•m/s B．kg•m/s2
C．N D．N•s
3．[多選]在國(guó)際單位制中，下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．在國(guó)際單位制中，力的單位是根據(jù)牛頓第二定律定義的
B．m和s都是國(guó)際單位制中力學(xué)的基本單位
C．千克是國(guó)際單位制中力學(xué)三個(gè)基本物理量之一
D．m/s、N、m/s2都是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位
突破點(diǎn)二 單位制的應(yīng)用
[學(xué)透用活]
1．簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程中的單位表達(dá)
解題過(guò)程中，在統(tǒng)一已知量的單位后，代入數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)就不必寫出各個(gè)量的單位，只在式子末尾寫出待求量的單位即可。
2．推導(dǎo)物理量的單位
物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位。
3．判斷比例系數(shù)的單位
根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無(wú)單位，如在國(guó)際單位制中：①公式F＝kx中k的單位為N/m；②Ff＝μFN中的μ無(wú)單位；③F＝kma中的k無(wú)單位。
4．檢驗(yàn)表達(dá)式的正誤
對(duì)某個(gè)表達(dá)式中各量的單位統(tǒng)一為國(guó)際單位，則計(jì)算結(jié)果的單位與待求量的國(guó)際單位一致時(shí)，該表達(dá)式才可能是正確的。若計(jì)算結(jié)果的單位不對(duì)，則表達(dá)式一定錯(cuò)誤。
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訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、STSE類問(wèn)題，體現(xiàn)活學(xué)活用
[選自第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)紀(jì)實(shí)]
第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)于2018年11月13～16日在法國(guó)巴黎召開，會(huì)議通過(guò)了“修訂國(guó)際單位制”決議，將以基本物理常數(shù)重新定義“千克”“安培”“開爾文”“摩爾”4個(gè)SI基本單位。新國(guó)際單位體系已于2019年5月20日即第20個(gè)世界計(jì)量日起正式生效，至此，國(guó)際單位制的7個(gè)基本單位全部實(shí)現(xiàn)由常數(shù)定義，如圖所示，也標(biāo)志著人類社會(huì)正式邁入量子時(shí)代。
其中，最受關(guān)注的“千克”此前近130年來(lái)，都是由一個(gè)直徑和高度均為39.17毫米的鉑銥合金圓柱體即“國(guó)際千克原器(IPK)”定義，原器外號(hào)為“大K”，保存在巴黎西郊一個(gè)保險(xiǎn)箱里。盡管鉑銥合金是目前已知最穩(wěn)定的合金之一，但由于受空氣污染和氧化等因素影響，人們發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量出現(xiàn)細(xì)微變化，大約損失了50微克的質(zhì)量，已難以適應(yīng)現(xiàn)代精密測(cè)量要求。
如今“1千克”被定義為“對(duì)應(yīng)普朗克常數(shù)6.626 070 15×10－34 J•s時(shí)的質(zhì)量單位”，其原理是將移動(dòng)質(zhì)量為1千克的物體所需機(jī)械力換算成可用普朗克常數(shù)表達(dá)的電磁力，再通過(guò)質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式算出質(zhì)量。
(2019•北京高考)國(guó)際單位制(縮寫SI)定義了米(m)、秒(s)等7個(gè)基本單位，其他單位均可由物理關(guān)系導(dǎo)出。例如，由m和s可以導(dǎo)出速度單位m•s－1。歷史上，曾用“米原器”定義米，用平均太陽(yáng)日定義秒。但是，以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來(lái)定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測(cè)量方式等因素的影響，而采用物理常量來(lái)定義則可避免這種困擾。1967年用銫133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間躍遷輻射的頻率Δν＝9 192 631 770 Hz定義s；1983年用真空中的光速c＝299 792 458 m•s－1定義m。2018年第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定，7個(gè)基本單位全部用基本物理常量來(lái)定義(對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖，例如，s對(duì)應(yīng)Δν，m對(duì)應(yīng)c)，新SI自2019年5月20日(國(guó)際計(jì)量日)正式實(shí)施，這將對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。下列選項(xiàng)不正確的是 ( )
A．7個(gè)基本單位全部用物理常量定義，保證了基本單位的穩(wěn)定性
B．用真空中的光速c(m•s－1)定義m，因?yàn)殚L(zhǎng)度l與速度v存在l＝vt，而s已定義
C．用基本電荷e(C)定義安培(A)，因?yàn)殡姾闪縬與電流I存在I＝q/t，而s已定義
D．因?yàn)槠绽士顺Ａ縣(J•s)的單位中沒有kg，所以無(wú)法用它來(lái)定義質(zhì)量單位
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當(dāng)十
[選自魯科版教材P125第3題]
火箭起飛時(shí)需要極大的推力，如圖所示。已知某火箭總長(zhǎng)度為49.7 m，直徑為3.35 m；每個(gè)液體助推器長(zhǎng)為15.3 m，直徑為2.25 m；火箭的總起飛質(zhì)量為460 t，起飛推力為6.0×106 N。取重力加速度g＝10 m/s2，試選擇數(shù)據(jù)計(jì)算火箭起飛時(shí)的加速度。
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