高中物理：力学单位制及其应用

第三章第五节力学单位制
在物理学和工程学中，力学单位制是最为基础的一种计量单位制。

本文将介绍力学单位制的定义、基本单位、导出单位以及应用等方面。

一、定义
力学单位制是一种物理学量单位制，它使用质量、长度和时间作为
基本量，描述物质的运动和相互作用。

力、位移、速度等物理量都是
在该计量单位制下定义的。

二、基本单位
力学单位制的基本单位包括米、千克和秒，分别表示长度、质量和
时间。

其中，千克是保持不变的国际单位，米和秒的定义也是经过严
格规定的。

三、导出单位
在力学单位制中，除了基本单位之外，还有一些导出单位。

例如，
牛顿是用于描述力的单位，定义为kg·m/s²。

米每秒是用于描述速度的
单位，表示每秒的位移距离。

焦耳是用于描述能量的单位，定义为牛顿·米。

四、应用
力学单位制在物理学和工程学中都有广泛应用。

在物理学中，它用
于描述物体的运动、碰撞、相互作用等现象。

在工程学中，它用于设计、生产和测试各种机械装置和设备。

综上所述，力学单位制作为一种基础的计量单位制，在物理学和工程学中拥有重要的地位和应用价值。

对于学习和研究相关领域的人员来说，了解和掌握该计量单位制非常必要。

4．力学单位制知识纲要导引,核心素养目标,物理观念基本单位、导出单位和单位制，力学中的三个基本单位科学思维根据物理关系式确定物理量的单位，用单位制判断一个表达式的正误科学探究探究单位制的由来，如何使用单位科学态度与责任明确单位制在科学科研和生活中的作用基础导学一、基本单位(自学教材第97、98页“基本单位”部分)1．基本量在物理学中，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做基本量．2．基本单位和导出单位(1)基本单位：选定的基本量(力学中选长度、质量、时间)的单位．(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的单位．例如速度、加速度的单位．(3)单位制：基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制(system of units)．二、国际单位制(自学教材第98页“国际单位制”部分)1．国际单位制：国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制(Le System e Intern ational d′ Unités，法文)，简称SI.2．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)kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n ，(υ) 摩[尔] mol 发光强度I ，(I υ)坎[德拉]cd【思考】(1)一般来说物理公式仅能确定各物理量之间的数量关系，不能确定它们之间的单位关系．( )(2)各个物理量的单位可以相互导出．( )(3)若某个单位符号中包含几个基本单位的符号，则该单位一定是导出单位．( ) (4)厘米(cm)、克(g)、小时(h)都属于国际单位制单位．( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×【教材解疑】(第99页)[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 ＝13πR 3h .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h 和底面半径R问题解答：由公式V ＝13πR 3h 可知体积的单位为m 4，这是不对的，所以这个公式肯定是错误的.课堂探究主题一力学单位制【问题探究】探究点1 下面这些仪器所测物理量的国际制单位是什么？提示：牛顿秒米千克探究点2 比赛中两辆摩托车的速度分别为v1＝144 km/h，v2＝50 m/s，甲同学说v1>v2，乙同学说v1<v2，哪一个同学说得对，为什么？提示：两个速度选取了不同的单位制，不能直接比较其大小，应先把它们统一到同一单位制中，在国际单位制中v1＝144 km/h＝40 m/s<50 m/s，所以乙同学说得对．统一单位制的重要性单位制毁掉了宇宙探测器．某国针对火星开发的宇宙飞船探测器燃烧坠毁的原因是：数据计算出现错误，将不同单位混为一谈，居然没有将磅转换成千克，致使探测器最终坠毁．【探究总结】1．力学中的单位制2．基本单位是所选定的基本量的单位，物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位．,国际单位不一定是基本单位，如m/s2、N，而基本单位也不一定是国际单位，如cm、g.思路点拨【典例示X】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，作为基本物理量的有________．(3)在物理量的单位中不属于基本单位的是________．(4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属于导出单位的是________．解析：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．(1)属于物理量的是密度、加速度、质量、长度、时间，即选：A、D、E、H、I；(2)在国际单位制中，作为基本物理量的有质量、长度、时间，故选：E、H、I；(3)米/秒、牛顿是导出单位，故选：B、C；(4)在国际单位中属于基本单位的是秒、千克，故选：F、J，属于导出单位的是米/秒，牛顿，故选：B、C.答案：(1)A、D、E、H、I (2)E、H、I (3)B、C (4)F、J B、C训练1 (多选)关于力学单位制，下列说法中正确的是( )A．kg、m/s、N是导出单位B．kg、m、s是基本单位C．在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kgD．在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma解析：A错：m/s、N是导出单位，kg是基本单位．B对：kg、m、s是基本单位．C错：在国际单位制中，质量的单位是kg，不是g.D对：在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma.答案：BD主题二力学单位制在解题中的应用,【问题探究】探究点1 在学习了力学单位制后，甲同学由公式G＝mg得g的单位为N/kg，可是乙同学由自由落体运动公式v＝gt得g的单位为m/s2，二人争执不下，都认为自己导出的单位正。

力学单位制知识集结知识元力学单位制知识讲解1．单位制：基本单位和导出单位共同组成了单位制．（1）基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有长度、质量、时间，它们的国际单位分别是米、千克、秒．（2）导出单位是由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．有力（N）、速度（m/s）、加速度（m/s2）等．2．国际单位制中的基本物理量和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kg时间t秒s电流I安（培）A热力学温度T开（尔文）K物质的量n摩（尔）mol发光强度I坎（德拉）cd特别提醒：（1）有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米、克、小时等．（2）有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如米/秒（m/s）、帕斯卡（Pa）、牛（顿）（N）等．3．单位制在物理学中的应用（1）简化计算过程的单位表达：在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可．（2）检验结果的正误：物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系．因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误．例题精讲力学单位制A．米尺、弹簧秤、秒表B．米尺、测力计、打点计时器C．量筒、天平、秒表D．米尺、天平、秒表例2.在下面是力学中的几个物理量和单位：①秒②牛顿③厘米④千克⑤长度⑥力⑦质量有关上述物理量和单位的说法中正确的是（）A．属于基本物理量的是⑤⑥⑦B．属于基本单位的是①④⑤C．属于国际单位的是①②④D．属于国际单位的是①②③例3.在解一道由字母表达结果的计算题中，一个同学解得位移结果的表达式为：x=，其中FA．可能是正确的B．一定是错误的C．如果用国际单位制，结果可能正确D．用国际单位，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确当堂练习单选题练习1.下列各组单位符号中，属于国际单位制中基本单位符号的是（）A．kg、m、J B．N、kg、mC．kg、m、s D．s、g、m练习2.可以用来测量国际单位制规定的三个力学基本物理量的仪器是下列哪一组（）A．米尺、弹簧秤、秒表B．米尺、测力计、打点计时器C．量筒、天平、秒表D．米尺、天平、秒表练习3.实验研究表明降落伞所受的阻力与速度v、伞的半径r，空气密度ρ等因素有关，下面几个有关阻力的表达式可能正确的是（式中K为比例常数，无单位）（）A．Kv2r3ρB．Kv2r2ρC．Kv2r4ρD．Kvr2ρ练习4.在下面是力学中的几个物理量和单位：①秒②牛顿③厘米④千克⑤长度⑥力⑦质量有关上述物理量和单位的说法中正确的是（）A．属于基本物理量的是⑤⑥⑦B．属于基本单位的是①④⑤C．属于国际单位的是①②④D．属于国际单位的是①②③练习5.关于单位制，下列说法中正确的是（）练习6.由位移和时间求速度时，所用的关系式为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．因此，我们说“物理学的关系式确定了物理量的关系”时，也指它确定了物理量的单位之间的关系．由此可以得出，弹簧的劲度系数的国际单位为（）练习7.在解一道由字母表达结果的计算题中，一个同学解得位移结果的表达式为：x=，其中F表示力，t表示时间，m表示质量，用单位制的方法检查，这个结果（）。