力学单位制导学案.doc

<p>4.4力学单位制导学案 &nbsp; &nbsp; &nbsp;班级 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;姓名 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
【学习目标】
1、了解什么是单位制，知道力学中的三个基本物理量及其单位.
2、认识单位制在物理计算中的应用.
3、领会物理公式的单位推导功能.
【学习过程】
一、单位制 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
（1）基本物理量和非基本物理量
基本物理量：反映物理学基本问题的物理量.如力学中有三个基本物理量——质量、时间和长度.因为世界是由运动着的物质组成的，首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化)，抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量，就抓住了力学的基本问题，才可进一步讨论其他力学问题.
非基本物理量：为全面反映物理学的问题，除了基本物理量外，还引入了大量其他物理量，如：速度、加速度、力、功、能压强、密度等.
（2） 基本单位和导出单位
&nbsp; &nbsp; 基本单位：所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位，如在力学中，选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位：长度一一cm、m、km等；质量一g、kg等；时间——s、min、h等.
&nbsp; &nbsp; 导出单位：根据物理公式和基本单位，推导出非基本物理量的单位叫导出单位.
物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，如位移用m作单位，时间用s作单位，由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是m／s.若位移用km作单位，时间用h作单位，由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是km／h.
（3）单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制.
&nbsp; &nbsp; 选定基本物理量的不同单位作为基本单位，可以组成不同的单位制，如历史上力学中出现了厘米·克·秒制和米·千克·秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺·秒·磅制等.
二、国际单位制
由于基本物理量的选取和基本单位的规定都带有一定程度的任意性，中外历史上曾出现过许多单位制(如我国在单位中出现的斤、两、尺、寸等)，这就阻碍了国际及社会交往.为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制，国际米制公约各成员国(我国1997年加入)于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制(国际代号为SI).现有82个国家与地区采用，国际上许多经济组织和科学技术组织都宣布采用．国际单位制的推行，对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起了非常重大的作用；随着经济全球化，越来越显示出其重要意义.我们要掌握好国际单位制.
下面是国际单位制中的七个基本物理量和相对应的国际单位制中的基本单位.
基本物理量：长度 &nbsp; 质量 &nbsp; 时间 &nbsp; &nbsp; &nbsp;电流 &nbsp; &nbsp;热力学温度 &nbsp; &nbsp;物质的量 &nbsp; &nbsp;发光强度
基本单位： &nbsp;米 &nbsp; &nbsp; 千克 &nbsp; &nbsp;秒 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 安培 &nbsp; &nbsp; &nbsp;开尔文 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 摩尔 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 坎德拉
单位符号： &nbsp; &nbsp;m &nbsp; &nbsp; &nbsp;kg &nbsp; &nbsp; s &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;A &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; K &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; mol &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; cd
非基本物理量及导出单位：速度（m/s）、加速度（m/s2）、力（N）、功（J） 功率（W）
【说明】
(1)力学中还有采用厘米(长度单位)、克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位组成了一种单位制—厘米·克·秒制.
(2) 在物理计算中所有各量都应化为同一单位制中.在中学物理计算中一般采用国际单位制.
三、单位制在物理计算中的作用
（1）可对计算结果的正、误进行检验.如用力学国际单位制计算时，只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的.若所求物理量的单位不对，则结果一定错.
（2）用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字，如题给条件是v=54km／h，用力学国际单位制时一定要换算成v=15m／s，数字是“15”，而非“54”)，只在计算结果的数字后面写出所求物理量在该单位制下的单位即可，这样可以简化计算.
（3）注意：高中学习阶段，要求计算时一律用力学国际单位制，故一定要掌握好力学国际单位制中物理量的单位(名称和符号).
例题1、在解一道文字计算题（由字母表达结果的计算题）中，一个同学解得，x是位移，F是力，m是质量，是时间，用单位制的方法检验，这个结果（ &nbsp; ）
&nbsp; A．可能是正确的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; B．一定是错误的
C．如果用国际单位制，结果可能正确
D．如果用国际单位制，结果错误；如果用其他单位制，结果可能正确.
例题2、一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？ 5s内通过的路程是多大？
解：（学过单位制以前）
根据F=ma可知：
根据与运动学公式：v=at=2m/s2·5s=10m/s
又根据=
解：（学过单位制以后）
根据F=ma可知：
根据与运动学公式：v=at=2×5m/s=10m/s
又根据=
课堂检测：
1、作为自由落体加速度，g的单位是m/s2；但是我们初中学过，g的单位为N/kg.请证明：1m/s2=1N/kg
2、一辆速度为4m/s的自行车，在水平公路上匀减速地滑行40m后停止.如果自行车和人的总质量是100kg，自行车受到的阻力是多大？
课后练习 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;班级 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 姓名 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
1、在国际单位制中，长度的基本单位是______，质量的基本单位是_____，时间的基本单位是________.
2、写出下列物理量的国际单位（用符号表示）
力：______，速度： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，加速度：_______，压强：_______.
3、下列有关力学单位制的说法中，正确的是（ &nbsp; &nbsp;）
&nbsp; A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位
&nbsp; B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、物质的量和速度
&nbsp; C．力学单位制中，采用国际单位的基本单位有牛顿、千克、米、秒
&nbsp; D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达
4、下列物理量中，其单位属于基本单位的是（ &nbsp; ）
&nbsp; A．力 &nbsp; &nbsp; &nbsp; B．时间 &nbsp; &nbsp; &nbsp;C．位移 &nbsp; &nbsp; &nbsp;D．速度
5、关于力学单位制，下列说法正确的是（ &nbsp; &nbsp; ）
&nbsp; A．kg、m/s、N是导出单位
&nbsp; B．kg、m、s是基本单位
&nbsp; C．在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kg
&nbsp; D．在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F=ma
6、下列物理量的单位中，属于国际单位制中的导出单位的是（ &nbsp; ）
&nbsp; A．牛顿 &nbsp; &nbsp; &nbsp;B．秒 &nbsp; &nbsp; &nbsp; C．焦耳 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;D．千米
7、在国际单位制中功率的单位“瓦”是导出单位，用基本单位表示瓦正确的是（ &nbsp; &nbsp;）
&nbsp; A．焦/秒 &nbsp; B．牛·米/秒 &nbsp; C．千克·米2/秒2 &nbsp; &nbsp;D．千克·米2/秒3
８、测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”可用下列哪一组仪器？（ &nbsp;）
A．米尺、弹簧秤、秒表 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; B．米尺、测力计、打点计时器
C．量筒、天平、秒表 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D．米尺、天平、秒表
９、在研究匀变速直线运动的实验中，取相邻计数点间的时间间隔T=0.10s，测得相邻时间间隔内的位移之差Δx=1.2cm，若还测得小车的质量m=500g，则关于加速度、合力的大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是（ &nbsp; ）
A．a=Δx/T2=1.2/0.102=120m/s2 &nbsp; &nbsp;B．a=Δx/T2=1.2×10-2/0.102 m/s2=120m/s2
C．F=ma=500×1.2=600N &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D．F=ma=0.5×1.2=0.60N
10、对于下列物理量或单位，按要求选择填写：
A．密度 B．米／秒 C．牛顿 D．加速度 E．质量 F．秒 G．米 H．长度
I．时间 &nbsp; J．千克 &nbsp; K．力 &nbsp; L．位移
(1)属于物理量的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp;，其中属于矢量的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp;，属于标量的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; ；
(2)属于物理量的单位的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，其中属于国际单位制中基本单位的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp;，属于导出单位的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;．　
11、质量为m=2kg的物体，放在水平面，他们之间的动摩擦因素u=0.5，现对物体施F=20N的作用力，方向与水平成37°角斜向上，物理运动4s后撤去力F到物体再停止时，通过的总路程是多少？（g=10m/s2)
12、一辆质量为５t的汽车在高速公路上以108km/h的速度行驶，若要求汽车遇紧急情况时刹车滑行距离不得超出３６m.问紧急刹车时对汽车的制动力至少应多大？
13、2003年10月15日9时整，“长征”二号Ｆ型火箭在震天憾地的轰鸣中腾空而起，她带着“神舟五号”急速飞向太空.“长征”二号Ｆ型火箭首次采用了包括故障检测系统和逃逸系统在内的55项新技术，达到国际先进水平.火箭全长58.3米，起飞质量479.8吨，是目前中国研制的火箭中最长、最重的火箭.“神舟五号”总长8.86m，飞船包括轨道舱、返回舱、推进舱和附加段，总质量7790千克.
问：（1）需要多大的合外力才能使火箭和飞船产生5m/s2的加速度.
（2）如果火箭点火时发动机对火箭的推力是竖直向上的，并且已知火箭和飞船的加速度为10m/s2,方向竖直向上此时发动机对火箭的推力是多大？
课外了解：
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世纪末曾发射一个火星探测器，但它由于飞得靠火星太近，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的单位使用了英制单位，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.
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