《力學(xué)單位制》運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系PPT
第一部分內(nèi)容:課標(biāo)要求
1.知道基本單位、導(dǎo)出單位及單位制等有關(guān)概念。
2.明確國際單位制中七個(gè)基本物理量和力學(xué)中三個(gè)基本物理量及其單位。
3.理解單位制的有關(guān)應(yīng)用。
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自學(xué)新教材
一、基本單位
1.填一填
(1)物理學(xué)的關(guān)系式:①確定了____之間的關(guān)系;②確定了物理量的____之間的關(guān)系。
(2)基本量與基本單位:選定幾個(gè)物理量的單位,利用物理量之間的____ 就能推導(dǎo)出其他物理量的單位,這些被選定的物理量叫作____,它們相應(yīng)的單位叫作____。
(3)導(dǎo)出量與導(dǎo)出單位:由基本量根據(jù)____推導(dǎo)出來的其他物理量叫作____,推導(dǎo)出來的相應(yīng)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(shí)間的單位s是基本單位。( )
(3)速度的單位m/s是導(dǎo)出單位。 ( )
(4)物理公式表示了物理量間的數(shù)量關(guān)系和單位關(guān)系。 ( )
3.選一選
(1)關(guān)于物理量和物理量的單位,下列說法正確的是 ( )
A.在力學(xué)范圍內(nèi),規(guī)定長度、質(zhì)量、力為三個(gè)基本量
B.后人為了紀(jì)念牛頓,把“牛頓”作為力學(xué)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(guān)于以下物理量和單位,下列判斷正確的是 ( )
①加速度、诿住、哿Α、芮Э恕、葙|(zhì)量、廾搿
⑦牛頓、嗯/千克 ⑨時(shí)間、饷/秒
A.①③⑦⑨是矢量 B.②④⑥是基本單位
C.⑤⑦⑧⑩是導(dǎo)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(lǐng)域的單位制,簡稱SI。
(2)國際單位制的基本單位
(3)在力學(xué)范圍內(nèi),規(guī)定長度、____、____為基本量。
2.判一判
(1)質(zhì)量、長度、時(shí)間是力學(xué)中的基本物理量。( )
(2)時(shí)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(dǎo)出單位。( )
(4)時(shí)間的單位h是國際單位制中的導(dǎo)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(dá)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(dá)29節(jié)。僅憑所給三個(gè)速度的數(shù)值“12、20、29”能否判斷其運(yùn)動(dòng)的快慢?為什么?
提示:不能。因?yàn)閱挝徊唤y(tǒng)一。
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提升新知能
突破點(diǎn)一 對(duì)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(duì)于物理量,如果有單位一定要在數(shù)字后帶上單位,同一個(gè)物理量,選用不同單位時(shí)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(rèn)識(shí)。
2.單位制的組成
[典例1] 給出以下物理量或單位,請(qǐng)按要求填空。
A.米 B.牛頓 C.加速度 D.米/秒2 E.質(zhì)量
F.千克 G.時(shí)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(dǎo)出單位的是________。
(3)屬于物理量的是________。
[對(duì)點(diǎn)練清]
1.下列關(guān)于單位制的說法中,正確的是 ( )
A.在國際單位制中力學(xué)的三個(gè)基本單位分別是長度單位m、時(shí)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(shí)k=1
2.在物理學(xué)中,選定七個(gè)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(guān)系就可以推導(dǎo)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(zhì)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(yīng)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(xué)的基本單位
C.千克是國際單位制中力學(xué)三個(gè)基本物理量之一
D.m/s、N、m/s2都是國際單位制中的導(dǎo)出單位
突破點(diǎn)二 單位制的應(yīng)用
[學(xué)透用活]
1.簡化計(jì)算過程中的單位表達(dá)
解題過程中,在統(tǒng)一已知量的單位后,代入數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)就不必寫出各個(gè)量的單位,只在式子末尾寫出待求量的單位即可。
2.推導(dǎo)物理量的單位
物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí),也確定了物理量的單位關(guān)系,所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)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(guān)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(yàn)表達(dá)式的正誤
對(duì)某個(gè)表達(dá)式中各量的單位統(tǒng)一為國際單位,則計(jì)算結(jié)果的單位與待求量的國際單位一致時(shí),該表達(dá)式才可能是正確的。若計(jì)算結(jié)果的單位不對(duì),則表達(dá)式一定錯(cuò)誤。
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訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、STSE類問題,體現(xiàn)活學(xué)活用
[選自第26屆國際計(jì)量大會(huì)紀(jì)實(shí)]
第26屆國際計(jì)量大會(huì)于2018年11月13~16日在法國巴黎召開,會(huì)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(gè)SI基本單位。新國際單位體系已于2019年5月20日即第20個(gè)世界計(jì)量日起正式生效,至此,國際單位制的7個(gè)基本單位全部實(shí)現(xiàn)由常數(shù)定義,如圖所示,也標(biāo)志著人類社會(huì)正式邁入量子時(shí)代。
其中,最受關(guān)注的“千克”此前近130年來,都是由一個(gè)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(hào)為“大K”,保存在巴黎西郊一個(gè)保險(xiǎn)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(zhì)量出現(xiàn)細(xì)微變化,大約損失了50微克的質(zhì)量,已難以適應(yīng)現(xiàn)代精密測(cè)量要求。
如今“1千克”被定義為“對(duì)應(yīng)普朗克常數(shù)6.626 070 15×10-34 J•s時(shí)的質(zhì)量單位”,其原理是將移動(dòng)質(zhì)量為1千克的物體所需機(jī)械力換算成可用普朗克常數(shù)表達(dá)的電磁力,再通過質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式算出質(zhì)量。
(2019•北京高考)國際單位制(縮寫SI)定義了米(m)、秒(s)等7個(gè)基本單位,其他單位均可由物理關(guān)系導(dǎo)出。例如,由m和s可以導(dǎo)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(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測(cè)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(gè)超精細(xì)能級(jí)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(jì)量大會(huì)決定,7個(gè)基本單位全部用基本物理常量來定義(對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖,例如,s對(duì)應(yīng)Δν,m對(duì)應(yīng)c),新SI自2019年5月20日(國際計(jì)量日)正式實(shí)施,這將對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。下列選項(xiàng)不正確的是 ( )
A.7個(gè)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?yàn)殚L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?yàn)殡姾闪縬與電流I存在I=q/t,而s已定義
D.因?yàn)槠绽士顺A縣(J•s)的單位中沒有kg,所以無法用它來定義質(zhì)量單位
二、典題好題發(fā)掘,練典題做一當(dāng)十
[選自魯科版教材P125第3題]
火箭起飛時(shí)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(gè)液體助推器長為15.3 m,直徑為2.25 m;火箭的總起飛質(zhì)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(jì)算火箭起飛時(shí)的加速度。
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