《力學單位制》運動和力的關系PPT
第一部分內容：課標要求
1.知道基本單位、導出單位及單位制等有關概念。
2.明確國際單位制中七個基本物理量和力學中三個基本物理量及其單位。
3.理解單位制的有關應用。
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自學新教材
一、基本單位
1．填一填
(1)物理學的關系式：①確定了____之間的關系；②確定了物理量的____之間的關系。
(2)基本量與基本單位：選定幾個物理量的單位，利用物理量之間的____ 就能推導出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作____，它們相應的單位叫作____。
(3)導出量與導出單位：由基本量根據(jù)____推導出來的其他物理量叫作____，推導出來的相應單位叫作 ____ 。
(4)單位制：____單位和____單位一起組成了單位制。
2．判一判
(1)基本量可以任意選定。( )
(2)時間的單位s是基本單位。( )
(3)速度的單位m/s是導出單位。 ( )
(4)物理公式表示了物理量間的數(shù)量關系和單位關系。 ( )
3．選一選
(1)關于物理量和物理量的單位，下列說法正確的是 ( )
A．在力學范圍內，規(guī)定長度、質量、力為三個基本量
B．后人為了紀念牛頓，把“牛頓”作為力學中的基本單位
C．1 N＝1 kg•m•s－2
D．“秒”“克”都是基本量
(2)[多選]關于以下物理量和單位，下列判斷正確的是 ( )
①加速度 ②米�、哿Α、芮Э恕、葙|量�、廾搿�
⑦牛頓�、嗯�/千克�、釙r間 ⑩米/秒
A．①③⑦⑨是矢量 B．②④⑥是基本單位
C．⑤⑦⑧⑩是導出單位 D．⑧是①的單位
二、國際單位制
1．填一填
(1) 國際單位制
國際通用的、包括一切____領域的單位制，簡稱SI。
(2)國際單位制的基本單位
(3)在力學范圍內，規(guī)定長度、____、____為基本量。
2．判一判
(1)質量、長度、時間是力學中的基本物理量。( )
(2)時間是國際單位制中的基本單位。( )
(3)kg•m/s是國際單位制中的導出單位。( )
(4)時間的單位h是國際單位制中的導出單位。( )
3．想一想
中國“飛人”蘇炳添在百米比賽的最快速度可以達到12 m/s，某人騎助力車的速度為20 km/h。中國首艘航母“遼寧艦”正常航速可達29節(jié)。僅憑所給三個速度的數(shù)值“12、20、29”能否判斷其運動的快慢？為什么？
提示：不能。因為單位不統(tǒng)一。
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提升新知能
突破點一 對單位制的理解
1．單位制的意義
單位是物理量的組成部分，對于物理量，如果有單位一定要在數(shù)字后帶上單位，同一個物理量，選用不同單位時其數(shù)值不同。統(tǒng)一單位，便于人們的相互交流，統(tǒng)一人們的認識。
2．單位制的組成
[典例1] 給出以下物理量或單位，請按要求填空。
A．米 B．牛頓 C．加速度 D．米/秒2 E．質量
F．千克 G．時間 H．秒 I．位移 J．厘米2
K．千克/米3 L．焦耳
(1)屬于基本單位的是________。
(2)屬于導出單位的是________。
(3)屬于物理量的是________。
[對點練清]
1．下列關于單位制的說法中，正確的是 ( )
A．在國際單位制中力學的三個基本單位分別是長度單位m、時間單位s、力的單位N
B．長度是基本物理量，其單位m、cm、mm都是國際單位制中的基本單位
C．公式F＝ma中，各量的單位可以任意選取
D．公式F＝kma中，各物理量的單位都采用國際單位時k＝1
2．在物理學中，選定七個物理量的單位作為國際單位制的基本單位，利用物理量之間的關系就可以推導出其他物理量的單位。已知F＝ma，其中F表示作用在物體上的力，m表示物體的質量，a表示物體的加速度。則力的單位用國際單位制的基本單位表示應該是( )
A．kg•m/s B．kg•m/s2
C．N D．N•s
3．[多選]在國際單位制中，下列說法正確的是 ( )
A．在國際單位制中，力的單位是根據(jù)牛頓第二定律定義的
B．m和s都是國際單位制中力學的基本單位
C．千克是國際單位制中力學三個基本物理量之一
D．m/s、N、m/s2都是國際單位制中的導出單位
突破點二 單位制的應用
[學透用活]
1．簡化計算過程中的單位表達
解題過程中，在統(tǒng)一已知量的單位后，代入數(shù)據(jù)計算時就不必寫出各個量的單位，只在式子末尾寫出待求量的單位即可。
2．推導物理量的單位
物理公式在確定物理量的數(shù)量關系的同時，也確定了物理量的單位關系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關系推導出物理量的單位。
3．判斷比例系數(shù)的單位
根據(jù)公式中物理量的單位關系，可判斷公式中比例系數(shù)有無單位，如在國際單位制中：①公式F＝kx中k的單位為N/m；②Ff＝μFN中的μ無單位；③F＝kma中的k無單位。
4．檢驗表達式的正誤
對某個表達式中各量的單位統(tǒng)一為國際單位，則計算結果的單位與待求量的國際單位一致時，該表達式才可能是正確的。若計算結果的單位不對，則表達式一定錯誤。
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訓練新素養(yǎng)
一、STSE類問題，體現(xiàn)活學活用
[選自第26屆國際計量大會紀實]
第26屆國際計量大會于2018年11月13～16日在法國巴黎召開，會議通過了“修訂國際單位制”決議，將以基本物理常數(shù)重新定義“千克”“安培”“開爾文”“摩爾”4個SI基本單位。新國際單位體系已于2019年5月20日即第20個世界計量日起正式生效，至此，國際單位制的7個基本單位全部實現(xiàn)由常數(shù)定義，如圖所示，也標志著人類社會正式邁入量子時代。
其中，最受關注的“千克”此前近130年來，都是由一個直徑和高度均為39.17毫米的鉑銥合金圓柱體即“國際千克原器(IPK)”定義，原器外號為“大K”，保存在巴黎西郊一個保險箱里。盡管鉑銥合金是目前已知最穩(wěn)定的合金之一，但由于受空氣污染和氧化等因素影響，人們發(fā)現(xiàn)其質量出現(xiàn)細微變化，大約損失了50微克的質量，已難以適應現(xiàn)代精密測量要求。
如今“1千克”被定義為“對應普朗克常數(shù)6.626 070 15×10－34 J•s時的質量單位”，其原理是將移動質量為1千克的物體所需機械力換算成可用普朗克常數(shù)表達的電磁力，再通過質能轉換公式算出質量。
(2019•北京高考)國際單位制(縮寫SI)定義了米(m)、秒(s)等7個基本單位，其他單位均可由物理關系導出。例如，由m和s可以導出速度單位m•s－1。歷史上，曾用“米原器”定義米，用平均太陽日定義秒。但是，以實物或其運動來定義基本單位會受到環(huán)境和測量方式等因素的影響，而采用物理常量來定義則可避免這種困擾。1967年用銫133原子基態(tài)的兩個超精細能級間躍遷輻射的頻率Δν＝9 192 631 770 Hz定義s；1983年用真空中的光速c＝299 792 458 m•s－1定義m。2018年第26屆國際計量大會決定，7個基本單位全部用基本物理常量來定義(對應關系如圖，例如，s對應Δν，m對應c)，新SI自2019年5月20日(國際計量日)正式實施，這將對科學和技術發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。下列選項不正確的是 ( )
A．7個基本單位全部用物理常量定義，保證了基本單位的穩(wěn)定性
B．用真空中的光速c(m•s－1)定義m，因為長度l與速度v存在l＝vt，而s已定義
C．用基本電荷e(C)定義安培(A)，因為電荷量q與電流I存在I＝q/t，而s已定義
D．因為普朗克常量h(J•s)的單位中沒有kg，所以無法用它來定義質量單位
二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當十
[選自魯科版教材P125第3題]
火箭起飛時需要極大的推力，如圖所示。已知某火箭總長度為49.7 m，直徑為3.35 m；每個液體助推器長為15.3 m，直徑為2.25 m；火箭的總起飛質量為460 t，起飛推力為6.0×106 N。取重力加速度g＝10 m/s2，試選擇數(shù)據(jù)計算火箭起飛時的加速度。
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