4.4力学单位制-高一物理备课必备讲义（人教必修第一册 ）

第四章 运动和力的关系4.4  力学单位制 课标要求素养要求课标解读1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念.2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位.3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法.4.掌握运算过程中单位的规范使用方法．  1．物理观念：通过学习明确力的单位时如何定义的。基本单位和导出单位及单位制的概念。2．科学思维：通过具体实例，能利用物理公式中的单位关系解决有关问题。   教材原句01  物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系。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。自主思考 在力学中哪些量是基本量？它们相应的单位就是基本单位，它们有哪些？教材原句02  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。自主思考力学中哪些量是导出量，请举例说明。教材原句03  1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制．自主思考国际单位制中的基本量有哪些？探究点01  对单位制的理解情境探究如图所示，某老师健身跑步的速度可以达到10.8 km/h，某人骑自行车的速度为6 m/s.1．仅凭所给两个速度的数值能否判断健身跑步的速度与骑自行车的速度的大小关系？如何比较以上两个速度的大小关系？(1)某同学单凭所给两个速度的数值能否判断老师健身跑步的速度与某人骑自行车的速度的大小关系？(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？探究归纳1．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制．2．国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n，(ν)摩[尔]mol发光强度I，(Iv)坎[德拉]cd 说明：厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但不是国际单位制中的单位．【探究应用1】下列有关力学单位制的说法中正确的是(　　)A．在有关力学计算中，只能采用国际单位制B．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达C．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度D．力学单位制中，采用国际单位的基本单位有千克、千米和秒【迁移应用1】在下面的物理量和单位中，叙述正确的是(　　)①力　②牛　③米/秒　④速度　⑤长度　⑥质量　⑦千克　⑧时间　⑨克A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B．属于国际单位制中导出单位的是②③⑦C．属于基本量的是⑤⑥⑧D．属于国际单位的是④⑤⑥探究点02  单位制的应用情境探究如图所示，圆锥的高是h，底面半径是r，某同学记的圆锥体积公式是V＝πr3h。 (1)圆锥的高h、半径r的国际单位各是什么？体积的国际单位又是什么？(2)将h、r的单位代入公式V＝πr3h，计算出的体积V的单位是什么？这说明该公式对还是错？探究归纳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：物理公式确定了各物理量的数量关系的同时，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．单位制可检查物理量关系式的正误：根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者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。【探究应用2】物理公式在确定物理量间数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系，像F＝ma，m的单位是kg，a的单位是m/s2，则力的单位1 N＝1 kg·m/s2.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v的二次方成正比，与其横截面积S成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是(　　)A．kg/m4   B．kg/m3C．kg/m2   D．kg/m 【迁移应用2】用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是(　　)A．x＝at(x为位移、a为加速度、t为时间)B．a＝μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度)　C．F＝m(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径)　D．v＝gR(v为速度、R为半径、g为重力加速度)学业合格练1．（2023·江苏·高二学业考试）下列实验器材可以用来测量基本物理量的是（　　）A． B．C． D．2．（2022·浙江·高一阶段练习）超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置，在新能源汽车等领域已得到广泛应用，如图所示是一单体超级电容器，它的电容值是。若用国际单位制基本单位的符号来表示“F”，下列正确的是（　　）A． B．C． D．3．（2022·浙江·高二学业考试）下列单位属于国际单位制基本单位的是（　　）A．米（m） B．牛顿（N） C．库仑（C） D．焦耳（J）4．（2022·全国·高一单元测试）随着新能源轿车的普及，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。加速度对时间的变化率物理学中称之为“加加速度”，通常用符号“j”表示，如果j值过大，会形成冲击力，影响乘客乘坐的舒适性。对汽车来说，人体可以承受的j值通常在之间。如图为某国产新能源轿车，测得其启动后a与时间t的变化关系为，则（　　）A．国际单位制中“加加速度”的单位应是m/s-2B．j为0的运动一定是匀速直线运动C．该汽车启动后做匀变速直线运动D．该汽车启动后j的值大小为0.55．（2022·福建·模拟预测）2022年3月31日，大连中远海运重工为中远海运发展建造的62000吨多用途纸浆船N1040顺利完成试航任务返回码头。N1040总长201.8米、两柱间长198.3米、型宽32.26米、型深19.3米，航速13.5节，续航力22000海里。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位，下列说法正确的是（　　）A．“N1040总长201.8米”中，米是国际单位制中力学三个基本物理量之一B．“航速13.5节”中，节是速度单位，物理学中所有的物理量都有单位C．“62000吨多用途纸浆船”中，吨是国际单位制中的导出单位D．“续航力22000海里”中，海里不是力的单位，力的单位“牛顿”是国际单位制中的导出单位6．（2022·浙江·高考真题）下列属于力的单位是（   ）A． B． C． D．7．（2022·河北衡水·高三阶段练习）密立根通过油滴实验首先测出了元电荷的数值，油滴在运动过程中受到的阻力可由斯托克斯公式计算（其中r为油滴半径，v为油滴下落的速率，为空气粘滞系数）。则空气粘滞系数的单位可以表示为（　　）A． B． C． D．8．（2022·浙江·高三阶段练习）2021年12月9日，航天员王亚平在时隔8年后再次进行太空授课，在其中一个环节，王亚平通过向水膜注水形成了一个小水球，视频中可以清晰地看到小水球在不断地进行周期性振动（即小水球形状在不断发生周期性变化），研究表明，小水球振动的频率。其中表面张力系数的单位为“牛顿每米（N/m）”，m为小水球质量，下列关于k的分析，可能正确的是（   ）A．k是无单位的物理量B．k与时间的单位相同C．k与频率f的单位相同D．k与表面张力系数的单位相同学业等级练9．（2021·辽宁·大连八中高一阶段练习）较小物体在粘性较大的均匀流体中运动时，要受到粘滞阻力的作用，例如球形血细胞在血浆中下沉时就受到这种力的作用。已知球体所受的粘滞阻力为，其中r为球体的半径，v为球体的运动速度；为粘滞系数。若采用国际单位制中的基本单位来表示粘滞系数的单位，则其单位是（　　）A． B．C． D．为常数、没有物理单位10．（2021·全国·高三阶段练习）利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图所示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条件下，由于旋涡现象，液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有关。结合物理量的单位分析频率f与v、D之间的关系式可能正确的是（其中k是一个没有单位的常量）（　　）A． B． C． D．11．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高三阶段练习）5G技术的诞生给世界带来了许多的变化。在将来5G技术还会被运用至远程医疗中，如图所示。5G的频率是3350MHz左右，用国际基本单位制来表示MHz应当为（　　）A． B． C． D．12．（2022·浙江·高二期中）花样滑冰选手往往在优美的音乐和高速的滑行中做各种高难度的动作。选手控制旋转速度与角动量有关，已知角动量的大小为（其中L为角动量的大小，r表示距离的大小，p为动量的大小，为r与p之间的夹角），则角动量的单位用国际制单位的基本单位表示为（　　）A． B． C． D．13．（2022·广西玉林·高一期末）据报道，我国人造太阳高11米、直径8米、重达400吨，成功实现5000万摄氏度持续放电的成果，打破了世界纪录，在这则新闻中涉及了长度、质量、温度和时间及其单位，在101.2秒的成果，打破了世界纪录，在这则新闻中涉及了长度、质量，温度和时间及其单位，在国际单位制中，下列说法正确的是（　　）A．力学基本量是长度、质量、时间，所有的物理量都有单位B．都是导出单位C．根据牛顿第二定律表达式可知：D．新闻中涉及的“11米，400吨和101.2秒”中，米、吨和秒是国际单位制中的基本单位14．（2022·全国·高三专题练习）剂量当量是表示辐射效果的物理量，它的单位是Sv，1Sv 等于1kg受照射物质吸收了1J的辐射能量，即1Sv＝1 J/kg。则Sv用基本单位可表示为（　　）A．N·m/kg B．N·kg/m C．s2/ m2 D．m2/s215．（2022·浙江省象山中学高三阶段练习）科技日新月异，下列提到的单位是国际制单位中的基本单位的是（　　）A．四川到上海的特高压输电线路采用正负800V直流输电技术B．上海建成世界最大规模超导电缆，设计电流可达2200AC．冬奥会的高铁采用无人驾驶技术，时速可达350km/hD．冬奥会的5G云转播背包非常轻便，质量大约930g