力学单位制习题

力学单位制

【学习目标】

1.知道物理公式既确定物理量之间的关系，又确定物理量单位间的关系.

2.知道什么是基本单位、导出单位和单位制.

3.了解国际单位制的基本单位，知道国际单位制中力学的三个基本单位.

4.认识单位制在物理学中的重要意义，知道中学物理计算中应采用国际单位制单位. 【重点难点】

1.会利用物理公式得出单位之间的关系.

2.根据物理量单位之间的关系，判断运算表达式是否错误.

【知识链接】

1.物理学的关系式确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的____________间的关系.

2.只要选定几个物理量的单位，就能够利用____________推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做____________，它们的单位叫做____________.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____________.____________和____________一起组成了单位制.

3.在国际单位中，基本量共有七个，力学的基本量是____________、__________、__________，基本单位分别为___________、_________、____________.热学基本量是____________、____________，基本单位是____________、____________.电学的基本量是____________，基本单位是____________.光学的基本量是____________、基本单位是____________.

【问题探究】

如何理解基本单位和国际单位的关系？

1.基本单位和导出单位

物理学中有很多物理量，这些物理量中又存在一定的关系，可以用关系式把某些物理量联系起来，这些关系式在确定物理量的关系的同时，也确定了它们之间的单位关系.我们没有必要给每一个物理量定义一个单位，只要选定几个物理量的单位，就可以通过它们之间的关系式确定另外一些物理量的单位.

（1）基本单位：被选定的基本物理量的单位叫做基本单位，在力学中被选定为基本量的是：长度、质量、时间，它们的单位是米、千克、秒.

（2）导出单位：由基本单位根据物理关系式推导出来的其他物理量的单位，叫做导出单位.如速度的单位“m/s”，加速度的单位“m/s2”、力的单位“N”等.

（3）单位制：由基本单位和导出单位一起组成的单位系统叫单位制，1960年第八届国际计量大会制定了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称“SI”.

2.单位制在物理计算中的应用

（1）根据单位制的基本单位和导出单位，可以利用公式推导出其他物理量的单位，并确定该公式的比例常数.

如在国际单位制中，根据牛顿第二定律定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力为1 N，即1 N=1 kg·m/s2，这时F=kma中，k=1所以F=ma.

（2）根据物理量的单位发现错误.

在查阅资料或进行计算的过程中，如果发现某公式在单位上有问题，或所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的.

（3）在物理计算中，如果问题中的已知量的单位都用同一单位制表示时，计算结果也一定是用同一单位制表示的.因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个量的

单位，只要在数字后面写出正确的单位就可以了.

【典型例题】

应用点一：正确区分基本量、基本单位、导出单位、国际单位

例1：现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空.（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有____________. （3）在物理量的单位中不属于国际单位的是____________.

（4）在国际单位中属于基本单位的是____________，属于导出单位的是____________. 解析：（1）题中所有各项中，属于物理量的是：密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A 、D 、E 、H 、I”.

（2）在国际单位中，作为基本单位的物理量有：质量、长度、时间.故此空填“E 、H 、I” （3）题中所给的单位中，不属于国际单位的是厘米，故此空填“G”.

（4）在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克，属于导出单位的是米/秒，牛顿.故应填“F 、J”；“B 、C”

答案：（1）A 、D 、E 、H 、I （2）E 、H 、I （3）G （4）F 、J B 、C

点评：只有理解题意，明确物理量和单位的基本特征，才能作出正确的判断.同时必须把物理量与物理量的单位严格区分开来，不能混淆.

应用点二：单位制的应用 例2：一列质量为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倍.列车由静止开始做匀加速直线运动，到速度变为180 km/h ，需多少时间？此过程中前进了多少千米？（g 取10 m/s 2）

解析：列车质量m =103 t=106 kg ，重力G =mg =106×10 N=107 N ，运动中所受的阻力F =0.01G=0.01×107 N=1×105 N ，设列车匀加速运动的加速度为a ，由牛顿第二定律得F 牵－

F =ma ，则：a =6

5

510

101105.3⨯-⨯=-m F F 率 m/s 2=0.25 m/s 2 由v =v 0+at 得火车加速到180 km/h=50 m/s 时所用时间为t =25

.050

=a v s=200 s.此过程中火车前进的距离为x =

2

1

212=at ×0.25×2002 m=5×103 m=5 km. 答案：200 s 5 km

点评：本题所给质量的单位是t ，速度的单位是km/h ，不是国际单位制中的单位，在做题时应先把t 换算为kg ，km/h 换算为m/s ，这样在计算过程中就不必一一写出各量的单位只在数字后面写出正确单位就可以了.最后所问的位移要求单位是千米，应先用国际单位制单位进行计算，然后把位移单位换算成千米.

应用点三：检验公式是否正确

例3：一个恒力作用在质量为m 1的物体上，产生的加速度为a 1，作用在质量为m 2的物体上，产生的加速度为a 2，若这个恒力作用在质量为m 1+m 2的物体上，则产生的加速度为（ ）

A.

2

12

1a a a a + B.a 1a 2

C.

2

1

a a D.

2

12

1a a a a +