物理必修 第一册4 力学单位制教课ppt课件
展开一、引入1、在1875以前年全世界没有统一的单位 法国人:米; 英国人:英尺英尺是8世纪英王的脚长。1英尺=0.3048m。10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸,1英寸=2.54cm。这位君王还别出心裁,把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离91cm定为1码, 1码=91cm. 中国人:丈、尺。传说我国在夏代,禹把自己的身高定为一丈,再划分为 10 等份,每分定为一尺。据说“丈夫”一词就出典于此。注:尺来历有好多种说法,我国古代不同时期,一尺长短都不同。
2、单位不同一带来的问题:⑴不能直接比较物理量的大小。⑵在国际交流中非常不方便。一次因单位失误而造成的事故 美国国家航天局,在20世纪末曾发射过一个火星探测器,但它由于飞得靠火星过近,结果因温度过高而起火,并脱离轨道坠入火星的大气层。航空航天局理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位算出来的,调查原因时发现:原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速时的力使用了英制单位,而喷气推动实验室的工程师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。
有两个物体,一个长0.7,另一个长7.0.问:哪一个物体更长一些?
1英尺=0.3048米
1英寸=0.0254米
在1875年以前全世界没有统一的单位,如长度的单位:法国人:米 英国人:英尺 中国人:尺
在国际交流中非常不方便:1875年法国政府邀请20个国家政府代表来商讨:成立国际计量局
国际计量局世界代表大会
主题:单位问题(统一问题)
1. 要求统一单位2. 如何统一
1.知道单位制、基本单位和导出单位的概念。2.知道国际单位制中力学中的三个基本单位。3.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法。
例如长度、质量和时间就是基本量,它们相应的单位米、千克和秒就是基本单位。
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。
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。
我们学过的导出单位很多,例如力的单位kg·m/s2、 速度的单位m/s、加速度的单位m/s2。
基本单位和导出单位一起组成了一个单位制
单位制的意义(1)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。(2)同一个物理量,选用不同单位时其数值不同。(3)统一单位,便于人们的相互交流,统一人们的认识。
1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫作国际单位制,简称SI。
在力学范围内,规定长度、质量、时间为三个基本量,对热学、电磁学、光学等学科,除了上述三个基本量和相应的基本单位外,还要加上另外四个基本量和它们的基本单位,才能导出其他物理量的单位。
例题1:光滑水平桌面上有一个静止的物体,质量是700g,在1.4N的水平恒力作用下开始运动。那么,5s末物体的速度是多少?5s内它的位移是多少?
分析:由于物体在竖直方向上所受的重力与桌面的支持力平衡,水平方向上的作用力为恒力,所以物体沿水平方向做初速度为0的匀加速直线运动。
知识点三:单位制在物理计算中的应用
由牛顿第二定律求出物体的加速度,再根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式、位移与时间的关系式,就可以求出速度和位移。在国际单位制中运用牛顿第二定律F=ma时,质量的单位必须用千克(kg),所以需要对质量的单位进行换算。
解:以静止的物体为研究对象。物体的质量m=700g=0.7kg。根据牛顿第二定律,有
已知量的单位和计算的结果的单位有什么关系?
已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时,计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示的。因此:在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后面写出正确单位就可以了,避免一些不必要的失误。
v=at=2 ×5m/s =10 m/s
cs θ和sin θ都是没有单位的量,分子的单位是kg3·m/s2,分母的单位是kg,故这个结果的单位是kg2·m/s2=kg·N,它不是力的单位,所以这个结果一定是错误的。
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。
1.单位制可以简化计算过程
计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,这样就可以省去计算过程中单位的代入,只在数字后面写上相应待求量的单位即可,从而使计算简便。
3.判断比例系数的单位
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。
4.单位制可检查物理量关系式的正误
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,F=μFN中μ无单位。
解:因为R和h的单位都是m,如果以这个体积公式进行单位的运算,得到单位是m3·m,即m4。而体积单位应为m3,所以从单位上看,就知道此公式一定错的。
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)在国际单位制中属于基本单位的是 ,属于导出单位的是 。
2.一物体在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、简洁且又规范的是( )
3.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关。下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)中可能正确的是( )
4.某老师健身跑步的速度可以达到5 m/s,某人骑自行车的速度为19 km/h。(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断老师的速度与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?
(1)由于两个速度的单位不同,故不能直接比较它们的大小。(2)应先统一这两个速度的单位,再根据数值大小来比较它们的大小。由于5 m/s=5×3.6 km/h=18 km/h,故自行车的速度较大。
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