人教版 (新课标)必修1第四章 牛顿运动定律4 力学单位制导学案

力学单位制学案

重点、难点、疑点解析

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。

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.

例题剖析

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____________.

拓展练习1－1：测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是（    ）

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

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/s2）

拓展练习2－1：一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量.下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是（    ）

A.m= kg=0.2 kg        B.m==20 kg

C.m==20 kg            D.m= kg=20 kg

应用点三：检验公式是否正确

例3：一个恒力作用在质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个恒力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为（    ）

A.   B.a1a2    C.    D.

拓展练习3－1：一次，小明在做物理作业时，推导出某物体运动时的位移x、初速度v0、加速度a和时间t之间有下面的关系：x=v0t2+at3，小明以为发现了一条新的运动规律，高兴地拿去给老师看.老师一看，立即遗憾地告诉他，这个公式是错误的，不可能有满足这个公式的运动.聪明的同学，你能很快看出该式的错误吗？

演练广场

1.在国际单位制中，力学的三个基本单位是____________、____________、____________.

3.下列说法正确的是（    ）

A.质量是物理学中的基本物理量        B.长度是国际单位制中的基本单位

C.kg、m/s2是国际单位制中的导出单位      D.时间的单位小时是国际单位制中的导出单位

4.关于功的单位，下列各式中正确的是（    ）

A.J     B.N·m    C.kg·m2/s3   D.kg·m2/s2

5.质量m=200 g的物体，测得它的加速度a=20 cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是（    ）

A.F=ma=200×20 N=4 000 N     B.F=ma=0.2×0.2 N=0.04 N

C.F=ma=0.2×0.2=0.04      D.F=ma=0.2×0.2=0.04 N

6.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关.下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中正确的是（    ）

A.v=k    B.v=   C.v=   D.v=

7.（探究题）物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系.下面给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量的单位都用国际单位制中的单位.试判断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称.

（1），单位____________，物理量名称____________.（2），单位____________，物理量名称____________.（3）m，单位____________，物理量名称____________.

8.一辆质量为400 g的遥控玩具车，从静止出发，在水平导轨上行驶，已知发动机的牵引力为0.16 N，玩具车在运动时所受阻力为车重的0.02倍，问：

（1）玩具车开出后加速度多大？

（2）玩具车经过多长时间速度可达1 m/s？

拓展阅读

一次因单位制失误而导致的事故

美国国家航空航天局（NASA）在20世纪末曾发射过一个火星探测器，但它由于飞得靠火星过近，结果因温度过高而起火，并脱离轨道坠入火星的大气层.

航空航天局调查事故原因时发现：原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速度时的力使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位算出来的，并把这些数据直接输入电脑.

你看，就是因为在单位制上的失误，结果犯了一个“极端愚蠢的错误”，价值1.25亿美元的火星探测器毁于一旦