高中物理人教版必修1课件：第四章 牛顿运动定律+第4节 力学单位制

针对训练1:关于物理量或物理量的单位,下列说法正确的是( C ) A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、速度为三个基本物理量 B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位 C.“m”“kg”“N”都是国际单位制的单位 D.1 N/kg=9.8 m/s2
解析:在力学中,质量、长度及时间作为基本物理量,其单位作为基本单位,选项 A 错误;“牛顿”是根据牛顿第二定律推导出来的单位,所以牛顿是导出单位,不是基 本单位,选项 B 错误;“m”“kg”“N”都属于国际单位制的单位,其中“m”“kg”
答案:2.5×103 N 与运动的方向相反
针对训练2:(2017·萍乡高一检测)美国物理学家于1995年在国家实验室
观察到了顶夸克.这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一.
正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为Ep=-K
4
3
a r
s
,式中r是正、反顶
夸克之间的距离,as=0.12是强相互作用耦合常数,无单位,K是与单位制有
误区警示 单位制认识的三个误区
(1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位.例如,牛顿(N)、焦耳(J)、 瓦特(W)等都不是基本单位,而是导出单位. (2)是国际单位的不一定是基本单位.基本单位只是组成国际单位制的七个 基本单位,其余的单位都是导出单位. (3)物理量单位之间的关系可能通过相应的物理公式导出,但并不是所有物 理量的单位都可以互相导出.
是基本单位,“N”是导出单位,选项 C 正确; 由 a= F 可知,1 N/kg=1 m/s2,选项 D m
错误.
要点二 单位制的应用 1.简化表达式书写 在利用物理公式进行计算时,为了在代入数据时不使表达式过于繁杂,我 们要把各个物理量换算到同一单位制中,这样计算时就不必一一写出各物 理量的单位,只要在所求结果后写上对应的单位即可. 2.推导单位 物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关 系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系,推导出物理量的单位.
第4节 力学单位制
教师备课参考
|核心素养养成目标|
物理观念 1.知道单位制、基本单位及导出单位 2.知道力学中的三个基本单位 3.认识单位制在物理计算中的应用 科学思维与科学研究 1.体会单位的重要性,知道单位换算的方法 2.培养学生在计算中采用国际单位的习惯 情感态度与责任 使学生理解建立单位制的重要性,了解建立单位制的基本思想
(教师备用) 例1-1:(2017·抚顺高一检测)测量国际单位制规定的三个力学基本量, 分别可用的仪器是下列哪一组(D ) A.密度计、弹簧测力计、打点计时器 B.米尺、弹簧测力计、秒表 C.秒表、天平、量筒 D.米尺、天平、秒表
解析:国际单位制中的三个力学基本量为质量、长度、时间,它们的 测量仪器分别是天平、米尺、秒表,选项D正确,A,B,C错误.
答案:200 s 5 km
规律方法 单位制在计算中的应用技巧
(1)题目中的物理量必须统一到同一单位制中,一般选用国际单位; (2)当各物理量采用国际单位,且运用物理公式进行计算时,公式中各物理 量不必都写上单位,只需在最后的数值上写出正确的单位即可.
(教师备用) 例2-1:质量为10 g的子弹,以300 m/s的水平初速度射入一块竖直固定的 木板,把木板打穿,子弹射出的速度为200 m/s,若木板的厚度为10 cm,试 求木板对子弹的平均作用力.
【例2】 一列质量为1×103 t的列车,机车牵引力为3.5×105 N,运动中 所受阻力为车重的0.01.列车由静止开始做匀加速直线运动,到速度变为 180 km/h,需多长时间?此过程中列车前进了多少千米?(g取10 m/s2)
〚核心点拨〛 在运算过程中都要采用国际单位制单位运算.
解析:列车质量 m=1×103 t=1×106 kg,重力 G=mg=1×106 kg×10 m/s2=1×107 N, 运动中所受的阻力 Ff=0.01G=0.01×107 N=1×105 N,v=180 km/h=50 m/s,设列车
【知识梳理】
1.物理关系式的功能:物理学的关系式确定了物理量之间的数量关系的同 时,也确定了物理量的 单位 间的关系. 2.基本量与基本单位:只要选定几个物理量的单位,就能够利用 物理量 之 间的关系推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做 基本量 ,它 们的单位叫做 基本单位 . 3.导出单位:由基本量根据 物理关系 推导出来的其他物理量的单位叫做
单位名称 米.
千克 . 秒. 安[培] .
开[尔文]
坎[德拉]
摩[尔]
单位符号 m kg s A K cd
mol
【思考判断】 1.空气对运动物体的阻力正比于其速度,即Ff=kv,其中k没有单位.( × ) 2.一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示,这个物理 量的单位一定是导出单位.( √ ) 3.一般来说,物理公式主要确定各物理量之间的数量关系,并不一定同时确 定单位关系.(× )
kg
【知识梳理】 1.单位制: 基本 单位和 导出 单位一起组成了单位制. 2.国际单位制:是一种国际通用的、包括一切 计量 领域的单位制.
3.国际单位制中的七个基本物理量和相应的基本单位.
物理量名称 长度 质量 时间 电流
热力学温度 发光强度 物质的量
物理量符号 l m t I T
I(IV) n(ν)
是 m/s2,它是根据公式 a= v 来进行推导的;密度的单位是 kg/m3,它是根据密度的计算公式 t
ρ= m 来进行推导的. V
(3)什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?
对应什么物理量? 学生:国际计量委员会在1960年的第11届国际计量大会上制订了一种国际通 用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI.国际单位制中 的基本单位共有7个,这7个基本单位及对应的物理量为:
2.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1 s,测得 相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2 cm,若还测出小车的质量为 500 g,则关于加速度a、合外力F的大小及单位,既正确又符合一般运算要 求的是( BD )
A.a= 1.2 m/s2=120 m/s2 0.12
B.a= 1.2 102 m/s2=1.2 m/s2 0.12
导出单位.
【思考判断】
1.kg,m/s,N是基本单位.( × ) 2.kg,m,s是基本单位.( √ ) 3.物理量的单位均可以互相导出.( × )
知识点二 国际单位制 【情境导学】 在学习了力学单位制后,李明同学由公式G=mg得g的单位是N/kg,而赵宏 同学由自由落体公式v=gt得g的单位为m/s2,于是二人发生争执,都认为 自己导出的单位正确,到底谁是谁非呢? 答案:都正确,1 N/kg= 1k g m / s 2 =1 m/s2.
感悟解题规律·培养科学思维
要点一 对单位制的理解
【例1】 现有下列物理量或单位,按下面的要求填空.(填序号字母)
A.密度 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度 E.质量
F.秒 G.厘米 H.长度 I.时间 J.千克
(1)属于物理量的是
.
(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量的是
.
(3)在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是
|教学重难点|
教学重点 国际单位制、力学三个基本单位 教学难点 规范使用国际单位
|重难点突破方略|
力学单位制的突破方略 【问题与讨论】 请学生们先阅读教材,后回答问题. (1)什么是基本量,什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些,分别对应什么物理量? 学生:选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位,这些 被选定的物理量叫做基本量,它们的单位叫做基本单位.力学中的基本量有长度、质量和时 间,它们的单位分别是米、千克和秒. (2)什么是导出单位?列举两个你学过的物理量中哪些是导出单位?该导出单位是借助哪个 物理公式推导出来的? 学生:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,叫做导出单位.加速度的单位
C.F=500×1.2 N=600 N D.F=0.5×1.2 N=0.60 N
解析:在利用物理公式进行数值运算中,各物理量的单位均统一到国际单 位后,只代入数值,无需代入各量单位,只在数字后写出正确的单位即可.选 项A,C错误,B,D正确.
3.(2017·上海检测)在解一道物理文字计算题时(由字母表达结果的计算 题),一个同学解得x= F (t1+t2),用单位制的方法检查,这个结果( B )
A.加速度的单位是 m/s2,是由 m,s 两个基本单位组合而成的
B.加速度的单位是 m/s2,由公式 a= v 可知,它是由 m/s 和 s 两个基本单位组合而成的 t
C.加速度的单位是 m/s2,由公式 a= F 可知,它是由 N 和 kg 两个基本单位组合而成的 m
D.以上说法都是正确的
解析:在力学中选长度、时间、质量的单位为基本单位,而m/s,N都是导 出单位,选项A正确,B,C,D错误.
物理量的名称 长度 质量 时间 电流
热力学温度 物质的量 发光强度
单位名称 米
千克(公斤) 秒
安(培) 开(尔文)
摩(尔) 坎(德拉)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单位符号 m kg s A K
mol cd
【学习目标】 1.知道力学中的几个基本物理量:质量、时间、长度,以及它们的基本单位: 千克、秒、米. 2.知道力学中其他物理量的单位都是可以用基本单位导出,并会推导. 3.知道单位制和国际单位制.能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量 的国际单位制单位. 4.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法.
.
(4)在国际单位制中属于基本单位的是
,属于导出单位的
是
.
〚核心点拨〛 解答该题时一定要区别下列概念:物理量和物理量的单位, 国际单位制和国际单位,基本单位和导出单位. 解析:(1)属于物理量的是:密度、加速度、质量、长度、时间,即“A,D, E,H,I”. (2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有:质量、长度、时间.即 “E,H,I”. (3)不属于国际单位制中单位的是厘米,即“G”. (4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克,即“F,J”,属于导出单位 的是米/秒和牛顿.即“B,C”. 答案:(1)A,D,E,H,I (2)E,H,I (3)G (4)F,J B,C
做匀加速直线运动的加速度为 a,由牛顿第二定律得 F 牵-Ff=ma,则 a= F牵 Ff = m
3.5 105 1105 106
m/s2=0.25 m/s2,由 v=v0+at,得火车加速的时间为 t= v = 50 s a 0.25
=200 s.此过程中火车前进的距离 x= 1 at2= 1 ×0.25×2002 m=5×103 m=5 km. 22
关的常数,则在国际单位制中常数K的单位是( C )
A.J B.N
C.J·m D.J/m
解析:Ep=-K 4as ,得 K=- 3rEp ,其中 as 无单位,r 的单位为 m,Ep 的单位为 J,则 K 的单
3r
4as
位为 J·m,选项 C 正确.
测评学习效果·演练当堂技法
1.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( A )
解析:由运动学公式
v2-
v0 2
=2ax
得
a=
v2
v02 2x
=
2002 3002 2 10 102
m/s2=-2.5×105 m/s2
“-”表示加速度方向与子弹运动方向相反.
子弹受力如图所示,则在竖直方向 FN,mg 大小相等,方向相反,合力为 0,由牛顿第二
定律得
F=ma=10×10-3×2.5×105 N=2.5×103 N, 力的方向与运动的方向相反.
探寻基本知识 感悟解题规律 测评学习效果
探寻基本知识·树立物理观念
知识点一 基本单位和导出单位 【情境导学】 美国国家航空航天局(NASA)在20世纪末曾发射过一个火星探测器,但它由于 靠火星过近,结果因温度过高而起火,并脱离轨道坠入火星的大气层.航空航 天局调查事故原因时发现:原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速 度时使用了英制单位,而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供 的数据是以国际单位制算出来的,并把这些数据直接输入电脑.从这次事故 的原因上,你能得到什么启示? 答案:在国际上采用统一的单位制是非常重要的,也是非常必要的.