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(共24張PPT)
第四章 運動和力的關系
第四節 力學單位制
《三國演義》這樣描寫張飛：身長八尺，豹頭環眼，燕頷虎須，聲若巨雷，勢如奔馬。
你覺得張飛跟姚明比誰更高？
2.26米
3尺＝1m,姚明身高6.78尺
課堂引入
各個國家、地區以及各個歷史時期，都有各自的計量單位。以長度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計量單位，稱為掌尺。在英國，1掌尺相當于7.62cm；在荷蘭，1掌尺相當于10cm；英尺是8世紀英王的腳長，1英尺等于0.3048m。10世紀時英王埃德加把自己大拇指關節間的距離定為1英寸，1英寸等于2.54cm。這位君王又別出心裁，想出了“碼”這樣一個單位。他把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離——91cm，定為1碼。
背景資料——國外
我國亦有“伸掌為尺”的說法。三國時期王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋。”兩臂伸開長八尺，就是一尋；從秦朝至清末的2000多年間，我國的“尺”竟由1尺相當于0.2309m到0.3558m的變化，其差距相當懸殊。
背景資料——國內
你知道張飛跟姚明比誰更高了嗎？
求證：1元=1分
證明：
1元=100分
=10分×10分
=1角×1角
=0.1元×0.1元
=0.01元
=1分
問題與思考——錢去哪了
問題到底出在哪
？
原來是單位的問題
20世紀末美國曾發射一個火星探測器, 在設定環繞軌道半徑時，沒有進行單位換算，導致探測器離火星過近, 溫度過高而起火，隨后脫離軌道墜入火星的大氣層。 致使美國損失價值1.25億美元的火星探測器。
看來在單位的問題上需要制定國際上統一的標準
問題：物理量的單位從何而來？在使用中有什么規則呢？
一次因單位失誤而導致的事故
物理學的關系式確定了物理量之間的關系，也確定了物理量的單位間的關系。
由 知
V＝
Δx
Δt
由a＝ 知
Δv
Δt
速度的單位是m/s
加速度的單位是m/s2
由F＝ma知
1N=1kg·m/s2
一、基本單位
1.這些被選定的物理量叫做基本量(如長度、時間)，它們相應的單位叫作基本單位(如米、秒)；
在物理學中，只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關系推導出其他物理量的單位。
2.由基本量根據物理關系推導出來的其他物理量叫作導出量，推導出來的其他物理量的單位叫作導出單位，如速度、加速度的單位。
3.由基本單位和導出單位一起組成了一個單位制（system of units）。
一、基本單位
、 cm/s2 ……
N
、g 、mg ……
、min、hour …
m
kg
s
、 km/h ……
、g/cm3 ……
m/s
m/s2
kg/m3
長度：
質量：
時間：
速度：
加速度：
力：
密度：
kg·m/s2
、km 、cm……
單位制
二、國際單位制
如果采用不同的物理量作為基本量，或者雖然采用相同的基本量，但采用的基本單位不同，導出單位自然隨之不同，從而產生不同的單位制。不同的地區使用不同的單位制，不方便交流。1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領域的單位制，叫作國際單位制（Le Système International d Unités,法文）,簡稱SI。
在力學范圍內，規定長度、質量、時間為三個基本量，對熱學、電磁學、光學等學科，除了上述三個基本量和相應的基本單位外，還要加上另外四個基本量和它們的基本單位，才能導出其他物理量的單位。
國際單位制的基本單位：
物理量名稱 物理量符號 單位名稱 單位符號
長度 l 米 m
質量 m 千克（公斤） kg
時間 t 秒 s
電流 I 安［培］ A
熱力學溫度 T 開［爾文］ K
物質的量 n,(V) 摩［爾］ mol
發光強度 I，（IV） 坎［德拉］ cd
【例題】 一個靜止在光滑水平面上的物體，質量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？ 5s內通過的路程是多大？
F
二、國際單位制
【解析】
Vt＝at＝2m/s2×5s＝10m/s
統一單位制
＝2m/s2
7km
14N
m
F
＝
a＝
m
F
7
14
＝
a＝
＝2m/s2
m/s2
Vt＝at＝2×5m/s＝10m/s
S ＝ at2 ＝ ×2m/s2×25s
2
1
2
1
＝25m
＝25m
S ＝ at2 ＝ ×2×25m
2
1
2
1
1.在解題計算時，已知量均采用國際單位制，計算過程中不用寫出
各個量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可。
2.物理公式既反映了各物理量間的數量關系，同時也確定了各物理量的單位關系。因此，在解題中可用單位制來粗略判斷結果是否正確，如單位制不對，結果一定錯誤。
二、國際單位制
說明：
小紅說，從單位關系上看，這個公式是錯誤的。他的根據是什么？
小剛在課余制作中需要計算圓錐的體積，他從一本書中查得圓錐體積的計算公式為
三、思考與討論
R
h
銫—133原子基態的時兩個超精細能級間躍遷對應的輻射的9 192 631 770個周期的持續時間為1s.
四、拓展學習
1.秒（second） 的定義：
光在真空中 時間間隔所經路徑的長度。
原子鐘
四、拓展學習
2.米（metre） 的定義：
該定義是在1983年國際計量大會上批準的。
國際千克原器的質量為1千克
2018年，第26屆計量大會決定，千克由普朗克常量h及米和秒定義，
1 kg ＝ h/6.62607015×10-34 m2 ·s-1
四、拓展學習
3.千克（kilogram） 的定義：
鉑銥合金制成的國際千克原器
基本單位
導出單位
1.米(m) 2.千克（Kg） 3.秒（S） 4.安培（A） 5.開爾文（K） 6.摩爾（mol）
7.坎德拉（cd）
力學
m/s、m/s2、 N、kg/m3 kg.m/s、kg.m2/s2、N.s
庫、歐姆、電功率等等
電學
熱學
光學
課堂小結
【典例1】下列屬于國際單位制中的基本單位的是（　　）
A．米 B．千米
C．米/秒 D．牛
典例分析
【參考答案】A
【典例2】（2024·云南·瀘源中學高一期末）測量“國際單位制選定的三個力學基本物理量”所用的儀器是（　　）
A．刻度尺、彈簧測力計、秒表
B．刻度尺、彈簧測力計、打點計時器
C．量筒、天平、秒表
D．刻度尺、天平、秒表
典例分析
【參考答案】D
【典例3】（2024·河南鄭州·高一期末）在初中我們已經學過，如果一個物體在力F的作用下沿著力的方向移動了一段距離 l，這個力對物體做的功W=Fl。我們還學過，功的單位是焦耳（J）。下列選項中正確反映了功的單位（J）與基本單位米（m），千克（kg）、秒（s）之間的關系的是（　　）
A．1J=1kg·m ·s-2 B．1J=1 kg2·m·s-1
C．1J=1kg·m·s D．1J=1kg·m·s
典例分析
【參考答案】A
【典例4】質量m＝200 g的物體，測得它的加速度a＝20 cm/s2，則關于它所受的合力的大小及單位，下列運算既正確、簡潔又符合一般運算要求的是( )
A.F＝200×20＝4 000 N
B.F＝0.2×0.2 N＝0.04 N
C.F＝0.2×0.2＝0.04 N
D.F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N
典例分析
【參考答案】B
牛頓是世界上從未有過的最偉大的科學家。
——阿西莫夫

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