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1、第四章 牛顿运动定律第四章 牛顿运动定律 4 力学单位制 力学单位制 学习目标 1.知道什么是单位制,什么是基本单位,什么是导出单位. 2.知道力学中的三个基本单位. 3.认识单位制在物理计算中的作用. 自主探究 1.物理学的关系式确定了物理量之间的关系时,也确定了物理量 间的关系. 2.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 .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 ,和 一起组成了单位制. 3.在国际单位制中,基本量共有七个,力学的基本量是 、 、 ,它们的基 本单位是 、 、 .热学的基本量是 、 ,它们的基
2、本单 位是 、 .电学的基本量是 ,它的基本单位是 .光学的基本量 是 ,它的基本单位是 . 合作探究 一、单位制 问题探究:(1)什么叫做单位? (2)力、质量、长度、时间、速度、加速度的单位都有哪些? (3)72km/h 与 20m/s 两个速度相比较,哪个大? 1.选来作为标准的同类量称之为单位,比如:1790 年巴黎会议约定,通过巴黎的地球子午线全长 的四千万分之一定义为 ;1dm3的水在其密度最大时的温度(约为 4)下的质量 为 . 2.位移常用的单位有 等;质量的单位有 等;时间单位有 等;速度单位有 等;加速度的单位有 等;力的单位有 . 3.常见单位间的换算关系:1km= m;
3、1cm= m;1g= kg;1t= kg;1km/h= m/s;1N= kgm/s2. 二、国际单位制 提出问题:(1)国际单位制中的基本量一共有几个?名称分别是什么?符号分别怎么写? (2)在国际单位制中,这些物理量的单位名称和符号分别怎么写? (3)利用这些基本量和基本单位,写出其他物理量的导出单位.至少写出三个. 【例题】一辆质量为 2t 的汽车以 54km/h 的速度行驶,关闭发动机,经 15s 停下来,求刹车过程的 阻力是多大?刹车过程中汽车通过的位移是多大? 1.在计算过程中不必把各物理量的单位一一代入,只要在计算式末尾写出待求量的单位就可以 了,这样可简化计算过程. 2.可对计算
4、结果的正、误进行检验.在物理计算中,如果所有已知量都用同一种单位制的单位来 表示,计算结果也必定是用这种单位制中的单位来表示的.如果所求物理量的单位错误,那么结 果一定错误. 课堂检测 1.关于物理量的单位,下列说法中正确的是( ) A.任何一个物理量和物理概念都具有相对应的唯一单位 B.物理公式中的物理量也可能没有单位,这样的量也没有数值 C.物理量之间单位关系的确定离不开描述各种规律的物理公式 D.物理量的单位均可以互相导出 2.下列说法正确的是( ) A.国际单位制中,力学中的基本单位是米(m)、千克(kg)和秒(s) B.牛顿(N)是力学的基本单位,但不是国际单位制中的基本单位 C.帕
5、斯卡(Pa)、焦耳(J)是国际单位制中的导出单位 D.长度是国际单位制中的基本单位 3.下列物理量的单位是导出单位( ) A.力的单位 N B.压强的单位 Pa C.长度的单位 m D.加速度的单位 m/s2 4.下列说法正确的是( ) A.物体的质量不确定时,a 一定正比于合外力 F B.对于不同的合外力,a 一定反比于 m C.在公式 F=ma 中,F、m、a 三个量可以取不同单位制中的单位 D.在公式 F=ma 中,当 m 和 a 分别用千克、米每二次方秒作单位时,F 必须用牛顿作单位 5.在一道文字计算题中(由字母表达结果的计算题),一个同学解得 x=(t1+t2),用单位制的方法 2
6、 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 6.一物体在 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, 其中单位运用正确、简洁而又规范的是( ) A.m=kg=0.2kg = 2 10 B.m=20=20kg = 2N 0.1m/s2 kgm/2 m/2 C.m=20kg = 2 0.1 D.m=kg=20kg = 2 0.1 7.关于物理量或物理量的单位,下列说法中正确的是( ) A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本
7、物理量 B.为了纪念牛顿,人们把“牛顿”作为力学中的基本单位 C.1N/kg=1m/s2 D.“米”“千克”“牛顿”都属于国际单位制的单位 8.下列说法中正确的是( ) A.在国际单位制中,若采用 cm、g、s 作为基本单位,力的单位是 N B.在国际单位制中,若力的单位是 N,则是采用 m、kg、s 为基本单位 C.N 是国际单位制中的一个基本单位 D.N 是国际单位制中的一个导出单位 9.物体静止在水平面上,当用F1=5N的水平拉力拉物体时,物体的加速度为a1=1m/s2,当用F2=8N 的水平力拉物体时,加速度为 a2=2m/s2.求: (1)物体的质量; (2)物体所受的摩擦力. 10
8、.一辆质量为 4103kg 的汽车在水平地面上匀速行驶,某个时刻关闭发动机,经过 20s 滑行 40m 而停止下来,求汽车所受阻力为多大? 参考答案 自主探究 1.单位 2.物理量之间的关系 基本量 基本单位 导出单位 基本单位 3.长度 质量 时间 米 千克 秒 热力学温度 物质的量 开 摩尔 电流 安 发光 强度 坎 合作探究 一、单位制 1.1m 1kg 2.cm、m、km g、kg、t s、min、h m/s、km/h m/s2、cm/s2 N、kgm/s2 3.103 10-2 10-3 103 3.6 1 课堂检测 1.C 解析:任何物理量都有单位,但单位并不一定唯一,物理量单位之
9、间的关系可以通过物理公 式导出. 2.AC 解析:力学中三个基本量为长度、质量、时间,其国际单位制中的单位是米(m)、千克(kg) 和秒(s),选项 A 正确;牛顿(N)是国际单位制中的导出单位,选项 B 错误;帕斯卡(Pa)和焦耳(J)是国 际单位制中的导出单位,选项 C 正确;长度是物理量,不是单位,选项 D 错误. 3.ABD 解析:力学单位中除了三个基本量长度、质量、时间的单位外,其余的单位均为导 出单位. 4.D 解析:物体的质量一定时,加速度与合外力成正比;物体受到的合外力一定时,加速度与质量 成反比,选项 A、B 错误;只有 F、m、a 三个量的单位都取国际单位制单位时,公式 F
10、=ma 才成立, 选项 C 错误,选项 D 正确. 5.B 解析:在 x=(t1+t2)式中,等号左边的单位是长度单位,而等号右边单位推知是速度单位,所 2 以结果一定是错误的,单位制选得不同,不会影响结果的准确性,故选项 A、 C、 D 错误,选项 B 正确. 6.D 解析:在进行数量运算的同时,也要把单位带进运算过程.带单位运算时,可以将数据均带上 单位,且单位换算要准确.也可以把题中的已知量的单位都用国际单位制表示,计算的结果就用 国际单位制表示,这样在统一已知量的单位以后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后面 写出正确单位即可.在备选的四个选项中A、 C错误,选项B解题过程正确,但
11、不简洁,只有选项D 运算正确,且简洁而又规范. 7.ACD 解析:力学中的三个基本量是长度、质量和时间,选项 A 正确;“牛顿”的定义指的是使 质量为 1kg 的物体产生 1m/s2的加速度所需要的力,即 1N=1kgm/s2,故选项 B 错误,选项 C 正 确;“米”“千克”“牛顿”都属于国际单位制的单位,选项 D 正确. 8.BD 解析:当采用 m、kg、s 为基本单位时,力的单位才是 N,选项 A 错误,选项 B 正确;N 是导 出单位,而非基本单位,选项 C 错误、选项 D 正确. 9.解析:设物体的质量为 m,物体所受的摩擦力为 Ff. 当用 F1的水平拉力拉物体时,根据牛顿第二定律
12、有 F1-Ff=ma1. 当用 F2的水平拉力拉物体时,根据牛顿第二定律有 F2-Ff=ma2. 联立解得 Ff=2N,m=3kg. 答案:(1)3kg (2)2N 10.解析:根据题意可判断汽车在关闭发动机后在阻力作用下做匀减速运动,结合运动学公式求 出汽车运动的加速度,再根据牛顿第二定律求出阻力 F. 选汽车为研究对象,则根据速度公式和位移公式可得: 0=v0-at 根据位移公式得 x=v0t- at2 1 2 由以上两式解得 a= 2 2 这时只要正确确定已知量的单位(要统一),可不把各量单位代入,则 a=m/s2=0.2m/s2 2 2 = 2 40 202 根据牛顿第二定律知汽车所受阻力 F=ma=41030.2N=800N. 答案:800N