高一物理教案:《力學單位制》

2023年12月14日發(fā)(作者：智多星吳用)

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高一物理教案：《力學單位制》

物理公式在確定物理量的數(shù)量關系的同時，也確定了物理量的單位關系。因此物理學中選定七個物理量的單位作為基本單位，根據物理公式中其他物理量和這幾個物理量的關系，推導出其他物理量的單位。這些推導出來的單位叫做導出單位。基本單位和導出單位一起組成了單位制。

一、教學目標

1.知道什么是單位制，知道力學中的三個基本單位。

2.認識單位制在物理計算中的作用。

二、教學重點

單位制及其應用。

三、教學難點

正確地理解單位制在物理計算中的應用。教學過程為了測量或比較物理量的大小，我們建立了物理量的單位。我們已學過的一些物理量的數(shù)量 關系的同時，也確定了物理量的單位。一般說來，物理量的單位可以任意選擇，這樣會存在同一個物理量出現(xiàn)多個單位，與此對應存在多種單位制。古今中外都不一樣，嚴重影響了科學技術的交流與發(fā)展，因此國際計量大會對此做出了規(guī)范，通過了國際單位制（代號為SI）

第 1 頁 共 5 頁 （一） 單位制

1. 基本單位：所選定的基本物理量的單位 ⑴ 物理學中，共有七個物理量的單位被選定為基本單位 ⑵ 在力學中，選定長度、質量和時間這三個物理量的單位基本單位。長度的單位有：厘米（cm）、米（m）、千米（km）等。質量的單位有：克（g）、千克（kg）、等時間的單位有：秒（s）、分（min）、小時（h）等。力學是研究物體運動變化的過程中力與運動關系的，因此，聯(lián)系物體自身性質的量（質量）和空間尺度的量（長度）以及時間，必然與物體受力后運動變化聯(lián)系得最密切、最普遍，所以這三個物理量也最基本，事實表明用這三個量做基本單位，可以使力學中的單位數(shù)目中少。

2. 導出單位：根據物理公式中其它物理量和基本物理量的關系，推導出的物理量的。單位。從根本上說，所有的物理量都是由基本物理量構成的，在力學范疇內，所有力學量都是由長度、質量和時間這三個基本物理量組成的，因此基本物理量的單位選定就決定了其它導出物理量的單位。速度公式為 。位移單位選m，時間單位選s，速度的單位是m/s。加速度公式為 。速度單位是m/s，時間單位是s，則加速度單位是m/s2。牛頓第二定律公式為F=ma。質量單位選kg，加速度單位選m/s2，則力的單位是N。可見：選擇了位移、時間、質量和其它物理量的單位，就導出了速度、加速度、力的單位。

第 2 頁 共 5 頁 3. 單位制：基本單位和導出單位的總和叫做單位制。由于基本單位的選擇不同，歷的力學中出現(xiàn)了厘米、克、秒制，工程技術領域還有英尺、秒、磅制等單位。

（二） 力學中的國際單位制

1. 基本單位長度單位：米（m）質量單位：千克（kg）時間單位：秒（s）

2. 導出單位：速度單位：米/秒（m/s）加速度單位：米/秒2（m/s2）力的單位：牛頓（N）

下列物理量單位中哪些屬于基本單位，哪些屬于國際單位制單位：噸（t）、米（m）、毫米（mm）、小時（h）、秒（s）、焦耳（J）、牛米（N middot;m）、微克（ mu;g）、千克（kg）、微秒（ mu;s）、克/厘米3（g/cm3）

首先應明確，在力學中所有長度、質量、時間的單位都是基本單位，所以上述單位中噸（t）、米（m）、毫米（mm）、小時（h）、秒（s）、微克（ mu;g）、千克（kg）、微秒（ mu;s）等都是基本單位。屬于國際單位制的是：m、s、kg、N middot;m 值得一提的是，會有相當一部分學生可能會把國際單位制的單位與基本單位混為一談，持這種錯誤觀點的同學會只把m、s、kg作為第一問的答案。

（三） 組合單位的談法組合單位的漢字名稱與其它符號表示的順序一致。在只有名稱而不出現(xiàn)符號的場合，名稱的順第 3 頁 共 5 頁 序應該與有符號的情況一致。如單位由相乘構成，無論是否使用乘的符號，名稱中無對應“乘”的詞，符號中的除（斜線和出現(xiàn)的負指數(shù)），名稱中對應的詞為“每”字，“每”字出現(xiàn)一次而與分母在的單位無關。例如：力矩的SI單位名稱為“牛頓米”（因其符號為N middot;m） 密度的SI單位名稱為“千克每立方米”（因其符號為kg/m3）

（四） 力學國際單位制在解題中的應用

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(shù)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。

質量為500g的物體受力作用后獲得10m/s2的加速度，則物體受到的合外力為多少牛

從題中可看出、題目給出了物體的質量和加速度，但均不是國際單位，因此需要將單位換成國際單位制中的單位。

物體質量m=500g=0.5kg

物體的加速度a=10cm/s2=0.1 m/s2

由牛頓第二定律F=ma

得物體受到的合外力F=0.5x0.1N=0.05N

第 4 頁 共 5 頁 利用國際單位制運算時，不需要帶單位運算，只要在每個結果的后面寫上正確的單位即可。

第 5 頁 共 5 頁

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