4.4力学单位制学案
【课标要求】
1．知道什么是单位制，什么是基本单位，什么是导出单位。

2．知道物理公式和物理量的关系。

3．知道力学中的三个基本单位。

4．明确单位制在物理计算中的应用。

【重点难点】
重点：什么是基本单位，什么是导出单位，力学中的三个基本单位。

难点：正确理解单位制在物理计算中的应用
【课前预习】
一、基本单位、导出单位和单位制
1．物理学的关系式确定了物理量之间关系的同时，也确定了物理量的___________间的关系。

只要选定几个物理量的单位，就能够利用___________推导出其他物理量的单位。

这些被选定的物理量叫做__________，它们的单位叫做_________。

2．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，叫做___________。

3．基本单位和导出单位一起组成了__________________。

4．在力学范围内，选定了___________、___________、_________是基本量，它们的单位__________、___________、_________就是基本单位。

速度、加速度和力的单位，是由基本量根据物理关系推导出来的，是导出单位。

二、国际单位制
5．国际单位制是一种_____________的，包括一切计量领域的单位制。

它既包括_________，如米、千克、秒，又包括由它们推导出的_________。

6．在国际单位中，热学基本量是____________、____________，基本单位是____________、____________.电学的基本量是____________，基本单位是____________.光学的基本量是____________、基本单位是____________.
三、单位制在物理计算中的应用
7．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.
8．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.
9．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.
【探讨与生成】
【问题1】基本单位和导出单位
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____________.
【拓展与分享1】
下列各选项中，都属于国际单位制中的基本单位的是（ ）
A ．米、秒、千克 B.牛顿、秒、千克
C ．牛顿、米、秒 D.牛顿、米、千克
【小结】
物理学中有很多的物理量，这些物理学量之间存在一定的关系，这种关系我们用关系式把它们明确的同时，也确定了它们之间的单位关系。

所以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，然后通过它们之间的关系式确定另外的物理量的单位。

1．基本单位：被选定为基本物理量的单位叫基本单位。

在力学中被选定为基本物理的是：长度、质量、时间，那么力学的基本单位就是米、千克、秒。

2．导出单位：由基本单位根据物理关系式推导出的其它物理量的单位叫导出单位。

如速度的单位是“m/s ”。

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。

1960年第八届国际计量大会制定了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫国际单位制，简称“SI ”。

【问题2】单位制在物理计算中的应用
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/s 2）
【拓展与分享2】一物体在2N 的外力作用下，产生10cm/s2的加速度，求该物体的质量。

下面有几种不同的求法，其中单位运动正确、简洁而又规范的是（ ） A.102==a F m kg=0.2 kg B.222m/s
m/s kg 20m/s 0.1N 2⋅===a F m =20 kg C.1.02==a F m =20 kg D.1
.02==a F m kg=20 kg
【小结】
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。

如国际单位制中，根据牛顿第二定律定义使质量为1kg 的物体产生1m/s2加速度的力为1N ，即1N=1kg.m/s 2。

这时由F=kma 中，k=1，所以F=ma 。

2.根据物理量的单位发现错误：计算中如果某公式的单位有问题，则该公式是错误的。

计算中必须统一单位，采用同一单位制，这样可以简化书写。

【问题3】检验公式是否正确
例3．一个恒力作用在质量为m 1的物体上，产生的加速度为a 1，作用在质量为m 2的物体上，产生的加速度为a 2，若这个恒力作用在质量为m 1+m 2的物体上，则产生的加速度为（ ） A.2121a a a a + B.a1a2 C.21a a D.2121a a a a +
【拓展与分享】声音在空气中传播速度v 与空气的密度ρ、压强p 有关，下列关于空气中声速的表达式（k 是比例系数，无单位）中正确的是（ ）
A ．ρkp v = B.ρkp v = C.p k v ρ= D.ρkp v =
【小结】
单位是否正确是检验一个物理公式是否正确的必要条件。

它常用来验算结果或过程的正确与否。

【课堂练习】
1．在国际单位制中，力学的三个基本单位是____________、____________、____________.
2．完成下列单位换算：
（1）5 t=________kg. （2）0.1 g=___________kg.
（3）72 km/h=_________m/s. （4）20 cm/s2=_________m/s2
3．下列关于单位制及其应用的说法中正确的是（ ）
A ．基本单位和导出单位一起组成了单位制
B ．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同
C ．基本单位采用国际单位制中的单位，其导出单位不一定是国际单位制中的单位
D ．物理公式可以确定物理量间的数量关系，也可以确定物理量间的单位关系
4．下列说法中正确的是（ ）
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/s 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
5．. “约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成.若在结两端加恒定电压U ，则它会辐射频率为v 的电磁波，且与U 成正比，即v=kU.已知比例系数k 仅与元电荷e 的2倍和普朗克常量h 有关。

你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法。

在下列选项中，推理判断比例系数k 的值可能为（ ）（h=6.63x10-34J.s,e=1.6X10-19C,频率的单位是Hz,且1Hz=1/s ） A. e h 2 B. h e
2 C. he 2 D.he 21
6．一次，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v 0、加速度a 和时间t 之间有下面的关系：302
1at t v x +=，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？。