力学单位制-教案

力学单位制

讲授新课一、基本单位1．基本单位

在物理学中，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作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。

2．导出单位

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。

（1）速度的单位

速度是位移与时间的比值：

t

x

v ∆∆=

如果位移x 的单位用m ，时间t 的单位用s ；我们既可用公式得到v 、x 、t 之间的数量关系，又能够确定它们单位之间的关系，即可得到速度的单位是m/s 。

（2）加速度的单位

加速度是速度变化量与时间的比值：速度v 的单位用m/s ，时间t 的单位用s 即可得到加速度的单位是m/s 2。

（3）力的单位

用公式F ＝ma 时，当质量用kg 做单位，加速度用

m/s 2做单位，求出的力的单

位就是kg·m/s 2，也就是牛。

可见，物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系。

3．力学中的基本单位和导出单位。（1）基本单位：长度的单位——米、分米、厘米等；时间的单位——秒、分、时等；质量的单位——千克、克等。

阅读课文说出基本单位和导出单位。

学生通过公式回忆：速度的单位、加速度的单位、力的单位

记忆力学中的基本单位和导出单位

学生练

习

记忆国际单位制的基本单位

学生分析例题并用两种方法计算

学生思考讨论

学生阅读课文。

学生练习

锻炼学生的自主学习能力和总结能力。

帮助学生理解：物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系

理解力学中的基本单位和导出单位

巩固所学的知识

掌握物理学中七个基本单位

让学生清楚：已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示。

让学生知道利用单位有时可判断出公

（2）力学单位制中的导出单位。

导出单位例如：m/s、m/s2、N、Kg/m3等。

4．单位制

基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。

针对练习：下列物理量单位中哪些属于基本单位？

吨（t）、米（m）、毫米（mm）、小时（h）、秒（s）、焦耳（J）、牛·米（N·m）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）、克/厘米3（g/cm3）

解析：首先要明确，在力学中长度、质量、时间的单位都是基本单位，所以上述单位中吨（t）、米（m）、毫米（mm）、小时（h）、秒（s）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）等都是基本单位。

二、国际单位制

不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。

1960年第11届国际计量大会制订了国际单位制。

1．国际单位制

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叫作国际单位制，简称SI。

2．物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位

表：国际单位制的基本单位

物理量名称单位名称单位符号长度米m 式是否正确。

锻炼学生的自主学习能力拓展学生的知识面。

巩固所学知识

质量千克（公斤）

kg

时间秒s 电流安（培）A 热力学温度开（尔文）K 发光强度坎（德拉）cd 物质的量

摩（尔）

mol

例题：光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700g ，在1.4N 的水平恒力作用下开始运动。那么，5s 末物体的速度是多少？5s 内它的位移是多少？

分析：由于物体在竖直方向上所受的重力与桌面的支持力平衡，水平方向上的作用力为恒力，所以物体沿水平方向做初速度为0的匀加速直线运动。

由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式、位移与时间的关系式，就可以求出速度和位移。

在国际单位制中运用牛顿第二定律F ＝ma 时，质量的单位必须用千克（kg ），所以需要对质量的单位进行换算。

解：以静止的物体为研究对象。物体的质量m ＝700g ＝0.7kg 。

根据牛顿第二定律，有

kg

N

7014.==

m F a ＝2N/kg ＝2m/s 2

初速度v0＝0，根据匀加速直线运动的速度与时间关系式，有

v＝at＝2m/s2×5s＝10m/s

根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有

x＝1/2at2＝1/2×2m/s2×25s2＝25m

5s末物体的速度是10m/s，方向与恒力的方向相同；5s内它的位移是25m，方向与运动方向相同。

思考讨论：已知量的单位和计算的结果的单位有什么关系？

已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示的。因此：在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了，避免一些不必要的失误。

如前的计算可写成

思考与讨论：小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V＝1/3πR3h。小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？

圆锥的高度h和底面半径

参考答案：由单位制的知识可知，物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。已知V单位m3；而物理量1/3πR3h的运算单位为m4，显然V≠1/3πR3h，该公式是错误的。

拓展学习：基本单位的定义

1．秒的定义

铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间为1s。现在测量时间的最精准仪器是原子钟。

原子钟的照片

2．米的定义

米是光在真空中1/299792458s时间间隔所经路径的长度。

以上米的定义是1960年国际计量大会上批准的。与此同时，宣布废除1889年国际米原器为标准的米的定义。国际米原器是以铂铱合金制成的。

3．千克的定义

国际千克原器的质量为1kg。国际千克原器是1889年第一届国际计量

大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39mm。原型保存在巴黎国际计量局。

2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定