人教版高一物理第四章第4节：力学单位制 创新教学 学案(有答案)

力学单位制

《望庐山瀑布》是唐代诗人李白创作的七言绝句。这首诗紧扣题目中的“望”字，以庐山的香炉峰入笔描写庐山瀑布之景，把瀑布勾画得传神入化，然后细致地描写瀑布的具体景象，将飞流直泻的瀑布描写得雄伟奇丽，气象万千，宛如一幅生动的山水画。“飞流直下三千尺”一句中的“尺”是一种长度单位，中国叫“市尺”，而英国有“英尺”。有时我们也把测量长度的工具叫做尺，例如“竹尺”，“钢尺”。

前面我们学习了很多物理量和物理公式，不同物理量具有不同的定义和物理意义，有的是通过有关的公式找到它们之间的联系的。公式中的等号具有两层相等的含义，一层是数值上的相等，另一层是单位上的相等。

那么各个物理量的单位之间有什么区别？它们又是如何构成单位制的呢？今天我们一起学习高中物理第四章第四节《力学单位制》：

1单位制

秦始皇是中国历史上著名的政治家、战略家、改革家，首

位完成华夏大一统的铁腕政治人物。战国时代各国的度量衡是

不统一的，不仅大小、长短、轻重不同，而且进位制也不相同，

在一个新统一的国家里，度量衡制度混乱，给人民群众的生活

造成了许多麻烦。秦始皇下令废除六国度量衡，把原来秦国使

用的度量衡，硬性推行到全国。这三大统一，有利于经济的发

展、文化的融合和社会的稳定，更有利于多民族国家的形成，

这是秦始皇对历史的一大贡献。

1基本量与基本单位⑴基本量：

物理学中，选定的几个物理量的单位，利用这些物理量之间的关系推导出其它的物理量的单位，这些选定的物理量称为基本量。例如：长度、质量、时间等。

⑵基本单位：

基本量的单位叫作基本单位。例如：米、千克、秒等

2导出量与导出单位⑴导出量：

由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量称为导出量。例如：

①速度的推导：v=Δx/Δt

②加速度的推导：a=Δv/Δt

③力的推导：F=ma

⑵导出单位：

导出量的单位叫作导出单位。例如：速度的单位m/s、加速度的单位m/s2、力的单位kg·m/s2(牛顿)等。

注意：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。

典型例题1：下列关于单位制及其应用的说法中，不正确的是（）

A．基本单位和导出单位一起组成了单位制；

B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同；

C．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示；

D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系。

【答案】D

【解析】A、B选项为单位制的一般性描述，是正确描述；在物理计算中，物理公式既确定了各物理量间的数量关系，又同时确定了其单位关系，故错误说法为D。2国际单位制

1单位制

基本单位和导出单位一起组成了单位制。

如果采用不同的物理量作为基本单位，或者采用相同的基本量，但是基本单位不同，导出单位自然也不同，从而产生不同的单位制。不同的国家和地区采用不同的单位制很不方便交流，因此制定统一的单位制就显得尤为重要。

2国际单位制

1960年第11届国际计量大会上制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制，简称SI。

Cd

国际单位制中基本物理量和基本单位

注意：

①力学国际单位制也叫kg·m·s制。

②各物理量都采用国际单位表示时，在进行物理运算时，可以不必一一写出各个量的单位。

典型例题2：（2019·山东省济南第一中学高一模拟）1960年第11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，叫作国际单位制。2018年11月16日，第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义。以下单位符号属于国际单位制中基本单位的是（）

①kg ②m/s ③N ④m ⑤A ⑥g ⑦m/s2⑧s

A．②③⑦B．①④⑤C．⑤⑥⑧D．①③④

【答案】B

【解析】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，其对应的单位为国际单位制中七个基本单位，分别为：m、kg、s、K、A、cd、mol，故B正确，ACD错误。

典型例题3：（2019·黑龙江省大庆实验中高三月考）2018年11月16日第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”的决议，正式更新质量单位“千克”等四项物理量的基本计量单位。“千克”由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义。请用你学过的知识判断下列质量表达式（其中a、b为无单位常数，f为频率，h为普朗克常量，g为重力加速度，v为速度）可能正确的是（）

单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的成果。

基本单位与国际单位

基本单位是基本物理量的单位，不一定是国际单位，例如km是基本量长度的基本单位而非国际单位，而国际单位也可以是导出单位而非基本单位，例如牛顿是国际单位但不是基本单位。

3考题再现

习题1：(2019·云南学业测试)在国际单位制中，物理量的单位由基本单位和导出单位组成．下列各组物理量的单位中全部属于基本单位的是( A )

A．米(m)、秒(s) B．牛(N)、秒(s)

C．千克(kg)、米/秒(m/s) D．米(m)、米/秒(m/s)

习题2：雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即F f=kSv2，则比例系数k的单位是（B）A．kg/m4B．kg/m3

C．kg/m2D．kg/m

习题3：（2019·上海市普陀区高三二模）质量m=500 g的物体以加速度a=20 cm/s2做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是（B ）

A．F=500×20=10000 N

B．F=0.5×0.2 N=0.1 N

C．F=0.5×0.2=0.1 N

D．F=0.5 kg×0.2 m/s2=0.1 N

习题4：(2019·北京市大兴区期末)杠杆的平衡条件是“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”，如果将“力乘以力臂”定义为“力矩”，则杠杆的平衡条件可以概括为“动力矩等于阻力矩”，由此可见，引入新的物理量往往可以简化对规律的叙述，更便于研究或描述物理问题，根据你的经验，力矩的单位如果用单位制中的基本单位表示应该是( D)

A．N·m B．N·s

C．kg·m·s－1 D．kg·m2·s－2

习题5：物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，则根据单位间的关系可以判断物理关系式是否可能正确．某组同学在探究“声速v与空