力学单位制

【课标内容对照

（沪科J ）《课程标准》的要求

（沪科J ）*认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。 【知识点讲解】

(人教K) 由位移和时间求速度时，所用的关系式为t

x v ∆∆=

。如果位移用米做单位，时间用秒做单位，得出的速度单位就是米每秒。已知

速度的变化量和发生这个变化所用的时间，要由此求加速度时，所用的关系是t

x a ∆∆=。如果速度的单位用米每秒，时间的单位用秒，得出

的加速度的单位就是米每二次方秒。由此可见，当我们说“物理学的关系式确定了物理量之间的关系”时，也指它确定了物理量的单位间的关系。

(人教K) (1)力学单位制

由于在牛顿第二定律中规定了力的单位，所以力学单位制安排在牛顿第二定律的后面了。初中到高中的物理学习中，我们学习了很多的物理量的单位，同时也知道了单位是为了测量、比较量的大小而建立的。在选定了基本单位后，其他物理量的单位是根据它的定义式，由所选择的其他物理量的单位共同决定的。例如：在长度和时间单位选定后，速度和加速度等物理量的单位可以通过长度和时间单位共同决定。一般说来，物理量的单位可以任意选择，所以，对于同一个物理量就可能有多个单位，也就存在多种单位制，如果各国所用的单位制各不相同，就会影响科技的交流与发展。因此国际计量大会通过了国际单位制(国际代号SI)。在采用国际单位制以前，常用的力学单位制有绝对单位制和重力单位制两种。这两种单位制的规定，详见教学参考资料。

(人教K)再看牛顿第二定律。如果在F=ma 这个关系式中，m 的单位用千克，a 的单位用米每二次方秒，得出的力的单位就一定是千克米每二次方秒。这个名称太长，我们给了它一个简单的名称——牛顿。

从这些例子我们看出，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。在上面的例子中，长度、质量、时间是基本量，它们的单位米、千克、秒就是基本单位。由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度、加速度的单位，叫做导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制(system of units)。

如果采用不同的物理量作为基本量，或者虽然采用相同的基本量，但采用的基本单位不同，导出单位自然随之不同，从而产生不同的单位制。1960年第11届国际计量大会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(Le Systeme Internationald ＇Unites ，法文)，简称SI 。

在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本量，它们的单位米、千克、秒为基本单位。对于热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外的四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。

国际单位制的基本单位

物理量名称 物理量符号

单位名称

单位符号

长度 l

米 m

质量 m

千克（公斤）

㎏

时间 t 秒 s

电流 I 安[培]① A 热力学温度 T

开[尔文]

K

物质的量 )

(,v n 摩[尔] mol 发光强度

)

(,V I I

坎[德拉]

cd

①方括号前的字是该单位的中文简称和中文符号，下同。 力学单位制

(鲁科K)我们知道，包括力、质量、加速度在内的各个物理量都有自己的单位。与牛顿第二定律一样，一个物理公式在确定了相关物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。

(鲁科K)以往一些国家各有一套自己关于单位的规定。这些规定各不相同，在换算过程中很容易出现差错，这对国际科学技术的交流和商业往来极不方便。因此，很有必要在国际上实行统一的单位标准。1960年第11届国际计量大会通过了以米、千克、秒制为基础制定的国际单位制(简称SI)，并很快被世界上大多数国家所采用。

(鲁科K)国际单位制由基本单位和导出单位组成。在力学中，选定 m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)作为基本单位。力学中的其他单位都可以利用物理公式从这三个基本单位推导出来，叫做导出单位。

(鲁科K)在本教材中统一采用国际单位制单位，所以今后在用公式进行计算的时候，如果已知量都采用国际单位制单位，计算的结果

也必然是国际单位制单位。因此，在计算时所列的等式中，就不必一一写出每个物理量的单位，只要在计算结果的数据后面正确写出待求量的单位就可以了。

（沪科K ）物理量与单位制

（沪科K ）物理学是一门以实验为基础的学科。在实验中，要对某个量进行量度，就要有量的单位。物理量有很多，如位移、速度、加速度、质量、力、功，等等。它们之间是有联系的，如速度、位移、时间之间有t

s v

;力、质量、加速度之间有F=ma 。

（沪科K ）因此，我们可以选定几个物理量，以它们的单位作为基本单位，然后根据有关公式，导出其他有关物理量的单位．这些导出的单位叫导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制。

（沪科K ）在国际单位制(SI)中，长度单位米(m)、时间单位秒(s)和质量单位千克(kg)属于基本单位，其他一些物理量单位可由它们导出。例如．当位移以m 为单位，时间以s 为单位的时候，速度的单位就是m/s ，加速度的单位就是m/s 2；当质量以kg 为单位，加速度以m/s 2为单位的时候，力的单位就是N 。

（沪科K ）选择基本单位的原则是：使用方便，使物理公式篱单，符合现代抽理观金，并可以制成“准器”(用作单位标准的东西)来测量。