物理4 力学单位制图文ppt课件

课题名

4.4《 力学单位制 》

课型

新授课

教学目标

1. 清楚基本物理最、基本单位、导出单位、单位制的概念及其区别。

2.了解基本单位与导出单位的区别．能进行简单的推理。

3.能利用力学的单位。解决简单的问题

4.体会计算结单位的重要性。养成书写规范的好习惯

教学重难点

重点：

量纲分析法、由物理关系式确定物物理量单位之间的关系

难点：

量纲分析法、由物理关系式确定物物理量单位之间的关系

教学环节

教学过程

课堂导入

  材料引入

材料一：欧洲各国混乱的单位计量

材料二:我国则很早统计了单位计量

材料三:国际单位制

材料四:一次因单位失误而造成的事故

知识精讲

一、基本单位、导出单位和单位制

     1．物理学的___________确定了物理量之间的关系的同时，也确定了物理量的___________间的关系。

   2．基本量：只要选定几个物理量的单位，就能利用这些物理量间的关系推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫作基本量。

   3．基本单位： ___________的单位。

   4．导出量和导出单位：由基本量根据___________推导出来的其他物理量叫导出量，推导出来的___相应单位 ________叫导出单位。

二.国际单位制：

1.基本量与基本单位:

2．导出单位

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。

（1）速度的单位

速度是位移与时间的比值：

如果位移x的单位用m，时间t的单位用s；我们既可用公式得到v、x、t之间的数量关系，又能够确定它们单位之间的关系，即可得到速度的单位是m/s。

（2）加速度的单位

加速度是速度变化量与时间的比值：

速度v的单位用m/s，时间t的单位用s即可得到加速度的单位是m/s2。

（3）力的单位

用公式F＝ma时，当质量用kg做单位，加速度用m/s2做单位，求出的力的单位就是kg·m/s2，也就是牛。

可见，物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系。

   3．单位制的组成

三、理解单位制的三个常见误区

(1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位。例如，牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位，而是导出单位。

(2)是国际单位的不一定是基本单位。基本单位只是组成国际单位制的一小部分，在国际单位制中，除七个基本单位以外的单位都是导出单位。

(3)物理量单位之间的关系可能通过相应的物理公式导出，但并不是所有物理量的单位都可以互相导出。

四、单位制的应用

   1．简化计算过程的单位表达

   在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可。

   2．推导物理量的单位

   物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。

    3．判断比例系数的单位

   根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，Ff＝μFN中，μ无单位，F＝kma中k无单位。

   4．比较物理量的大小

   比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一，再根据值来比较。

五、应用物理公式解题时应注意的几点

(1)写公式时不写单位。

(2)所有物理量要先转化为国际单位再计算。

(3)代入数据时，每个数字后不写单位，只在计算式的后面写上单位。

(4)计算结果中，对应的物理量有单位时，必须在结果后注明单位。

六、单位制的意义

   单位是物理量的组成部分，对于物理量，如果有单位，一定要在数字后带上单位，同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。

七、单位制在计算中的应用

   1．简化表达式书写

    在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可。

    2．检验计算结果

   各量的单位统一成国际单位计算结果的单位和该物理量的国际单位一致时，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。

    3．推导单位

物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系，推导出物理量的单位。

    [特别提醒]　(1)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位制中，再根据数值来比较。

    (2)数值较大或较小的单位，统一成国际单位制单位后，如不方便书写，可用科学计数法表示，如：1 μm＝10－6 m。

巩固提升一：

1．下列关于单位制的说法中，正确的是（　　）

A. 在国际单位制中力学的三个基本单位分别是长度单位m、时间单位s、力的单位N

B. 长度是基本物理量，其单位m、cm、mm都是国际单位制中的基本单位

C. 公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取

D. 由F＝ma可得到力的单位1N＝1kg•m/s2

【详解】A．三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s．故A错误；

B．长度是基本物理量，其单位m是国际单位制中的基本单位，cm与mm是基本单位，不属于国际单位制基本单位．故B错误；

C．公式F＝ma中，各物理量的单位都是采用国际单位．故C错误；

D．公式F＝ma中，各物理量的单位都是采用国际单位，才由F＝ma可得到力的单位1N＝1kg•m/s2．故D正确；

故选D．

巩固提升二：

    2、用国际单位制验证下列表达式，其中可能正确的是（　　）

A. （为位移、为加速度、为时间）

B. （为加速度、为动摩擦因数、为重力加速度）

C. （为作用力、为质量、为速度、为半径）

D. （为速度、为半径为重力加速度）

【详解】A.等式左边s的单位是m，等式右边at的单位m/s，不一致，故A选项错误；

B. 等式左边a的单位是m/s2，等式右边μg的单位m/s2，一致，故B选项正确；

C. 等式左边F的单位是kg·m/s2，等式右边的单位kg/s，不一致，故C选项错误；

D. 等式左边v的单位是m/s，等式右边的单位m/s，一致，

故D选项正确；

巩固提升三：

3. 测量“国际单位制中的三个力学基本物理量”可用哪一组仪器（　　）

A. 米尺、弹簧测力计、秒表 B. 米尺、弹簧测力计、量筒

C. 量筒、天平、秒表 D. 米尺、天平、秒表

【详解】长度、质量、时间是三个力学基本物理量，米尺是测量长度的仪器，天平是测量质量的仪器，秒表是测量时间的仪器。

故选D。

巩固提升四：

4、如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动一段距离s，则这个力对物体做的功是，我们还学过，功的单位是焦耳(J)，由功的公式和牛顿第二定律可知，焦耳(J)与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系是（　　）

A.  B.

C.  D.

【详解】根据可得

根据可得

故

故选C。

巩固提升五：

5、一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量．下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是（　　）

A. m＝F/a＝kg＝0.2 kg B. m＝F/a＝＝20＝20 kg

C. m＝F/a＝＝20 kg D. m＝F/a＝kg＝20 kg

【详解】试题分析：在计算过程中代入数据时，不必每个物理量的数据都带着单位，只要都是国际单位，可以将所有数据代入后，只在后面写出所求物理量的单位即可．

已知外力F=2N，加速度．加速度的单位应换算成国际主单位，即a=10cm/s2=0.1m/s2后再代入，故A错误；代入数据时不必每个物理量的单位都逐个代入，不简洁，故B错误；代入数据时不能只有数据没有单位，故C错误；该选项所示为单位运用正确简捷而又规范的写法，故D正确．

巩固提升六：

   6、 雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是 （　　）

A. kg/m4 B. kg/m3 C. kg/m2 D. kg/m

【详解】表达式Ff=kSv2中：Ff、S、v的单位分别为N，m2、m/s，又1N=1kg•m/s2，则得：1kg•m/s2=1k•m2•m2/s2，所以k的单位为 kg/m3。

故选B。

课堂小结

1．在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。

2．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。

3．基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。

4．物理学中七个基本单位的物理量名称为：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量。

板书设计

一、基本单位和导出单位

1．在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。

2．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。

3．力学中的基本单位和导出单位。

4．基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。

二、国际单位制

1．国际单位制是一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制叫作国际单位制，简称SI。

2．物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位。

物理量名称为：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量

课后作业

1. 下列关于单位制及其应用的说法正确的是（　　）

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. 在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用公式，其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的

D. 一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定能确定单位关系

2. 质量m=200g物体，测得它的加速度a=20cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又简洁的是（　　）

A. F=ma=200×20=4000N B. F=ma=0.2×0.2N=0.04N

C. F=ma=0.2×2=0.4N D. F=ma=0.2Kg×0.2m/s2=0.04N

3.  已知物理量λ的单位为“m”、物理量v的单位为“m/s”、物理量f的单位为“s－1”，则由这三个物理量组成的关系式正确的是（　　）

A. v＝ B. v＝λf C. f＝vλ D. λ＝vf

4. 在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题)一个同学解得位移，用单位制的方法检查，这个结果（　　）

A. 可能是正确的

B. 一定是错误的

C. 如果用国际单位制，结果可能正确

D. 用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确

5. 实验研究表明降落伞所受的阻力与速度v、伞的半径r、空气密度ρ等因素有关，下面几个有关阻力的表达式可能正确的是（式中K为比例常数，无单位）（　　）

A. Kv2r3ρ B. Kv2r2ρ C. Kv2r4ρ D. Kvr2ρ

6. 根据牛顿的万有引力定律，质点间的万有引力，其中m1、m2为两质点的质量，R为两质点间的距离 ，则在国际单位制中，G的单位是___________。

教学反思