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1、第四节力学单位制教学本讲稿第一页，共十五页物理学的关系式物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也指它确确定了物理量之间的关系，也指它确定了物理量之间的定了物理量之间的单位关系单位关系。例如例如:速度速度 加速度加速度 力力物理学的关系式物理学的关系式 一一般般说说来来，物物理理量量的的单单位位可可以以任任意意选选择择，这这样样就就会会存存在在同同一一个个物物理理量量出出现现多多个个单单位位，与与此此对对应应存存在在多多种种单单位位制制古古今今中中外外都都不不一一样样，严严重重影影响响了了科科学学技技术术的的交交流流与与发发展展，因因此此19601960年年第第1111届届国国际际计计量量大大会
2、会对对此此做做出出了了规规范范，通通过过了国际单位制（代号为了国际单位制（代号为SISI）本讲稿第二页，共十五页物理量物理量名称名称单位单位名称名称单位单位符号符号长度长度米米m质量质量千克千克(公斤公斤)kg时间时间秒秒s电流电流安安(培培)A热力学温度热力学温度开开(尔文尔文)K发光强度发光强度坎坎(德拉德拉)cd物质的量物质的量摩摩(尔尔)mol一、一、SI基本单位基本单位本讲稿第三页，共十五页SI中的非基本单位（也不是导出单位）中的非基本单位（也不是导出单位）长度长度厘米厘米cm毫米毫米mm分米分米dm时间时间小时小时h分钟分钟min日等等日等等质量质量克克g吨吨t毫克毫克mg除了除了
3、SI单位制，还有厘米单位制，还有厘米克克秒单位制秒单位制本讲稿第四页，共十五页 力力学学是是研研究究物物体体运运动动变变化化的的过过程程中中力力与与运运动动关关系系的的，因因此此，联联系系物物体体自自身身性性质质的的量量（质质量量）和和空空间间尺尺度度的的量量（长长度度）以以及及时时间间，必必然然与与物物体体受受力力后后运运动动变变化化联联系系得得最最密密切切、最最普普遍遍，所所以以这这三三个个物物理理量量也也最最基基本本，事事实实表表明明，用用这这三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少 根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导根据物理
4、公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位出的物理量的单位 从根本说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在从根本说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的，因此基本物理量的单位选定也就决个基本物理量组成的，因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位定了其他导出物理量的单位二、导出单位：二、导出单位：本讲稿第五页，共十五页速度公式速度公式 v=s/t位移单位选位移单位选m，时间单位选，时间单位选s，速度的单，速度的单位是位是m/s加速度公式为加速度公式
5、为a=(v1-v0)/t速度单位是速度单位是m/s，时间单位，时间单位是是s，则加速度的单位是，则加速度的单位是m/s2牛顿第二定律公式为牛顿第二定律公式为F=ma质量单位选质量单位选kg，加速度单位，加速度单位选选m/s2，则力的单位是，则力的单位是N N(kgm/s2).三、单位制三、单位制基本单位和导出单位的总和叫做单位制基本单位和导出单位的总和叫做单位制.由由于于基基本本单单位位的的选选择择不不同同，历历史史上上力力学学中中出出现现了了厘厘米米、克克、秒秒制制和和米米、千千克克、秒秒制制两两种种不不同同的的单单位位制制，工工程程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制技术领域还有英尺、秒、磅
6、制等单位制本讲稿第六页，共十五页物理量物理量单位单位备注备注名称名称符号符号名称名称符号符号面积面积S平方米平方米m2体积体积V立方米立方米m3位移位移S米米m速度速度V米每秒米每秒m/s加速度加速度A米每二次秒米每二次秒m/s2角速度角速度弧度每秒弧度每秒rad/s频率频率f赫兹赫兹Hz(质量质量)密度密度千克每立方米千克每立方米Kg/m3力力F牛顿牛顿N1N=1Kgm/s2力矩力矩M牛顿牛顿米米N m动量动量P千克米每秒千克米每秒Kgm/s压强压强P帕斯卡帕斯卡Pa1Pa=1N/m2功功W焦耳焦耳J1J=1Nm能能(量量)E焦耳焦耳J功率功率P瓦特瓦特W1w=1J/s常常用用的的力力学学量
7、量的的SI单单位位（导导出出单单位位）本讲稿第七页，共十五页1 1基本单位基本单位长度单位：米（长度单位：米（m）质量单位：千克（质量单位：千克（kg）时间单位：秒（时间单位：秒（s）2 2导出单位：导出单位：速度单位：米秒（速度单位：米秒（m/s）加速度单位：米加速度单位：米/秒秒2 2（m/s2）力的单位：牛顿（力的单位：牛顿（N）四、力学中的国际单位制（四、力学中的国际单位制（SISI）本讲稿第八页，共十五页五、组合单位的读法五、组合单位的读法 组组合合单单位位的的汉汉文文名名称称与与其其符符号号表表示示的的顺顺序序一一致致在在只只有有名名称称而而不不出出现现符符号号的的场场合合，名名称
8、称的的顺顺序序应应该该与与有有符符号号的的情情况况下下一一致致如如单单位位由由相相乘乘构构成成，无无论论是是否否使使用用乘乘的的符符号号，名名称称中中无无对对应应“乘乘”的的词词，符符号号中中的的除除（斜斜线线和和出出现现的的负负指指数数），名名称称中中对对应应的的词词为为“每每”字字，“每每”字字只只出出现现一一次次而而与与分分母母中中的的单单位位多多少少无无关关例如：例如：力矩的力矩的SISI单位名称为单位名称为“牛顿米牛顿米”（因其符号为（因其符号为Nm）密密度度的的SISI单单位位名名称称为为“千千克克每每立立方方米米”（因因其其符符号号为为kgm3）0606本讲稿第九页，共十五页例例
9、1 1 ：一个静止在光滑水平面上的物体，质量是：一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7 7kgkg，在，在1414N N的恒力作用下，的恒力作用下，5 5s s末的速度是多大？末的速度是多大？5 5s s内通过的路程内通过的路程是多大？是多大？在在解解题题计计算算时时，已已知知量量均均采采用用国国际际单单位位制制，计计算算过过程程中中不不用用写写出出各各个个量量的的单单位位，只只要要在在式式子子末末尾尾写写出出所所求求量的单位即可量的单位即可1 1、简化计算过程的单位表达、简化计算过程的单位表达物理物理情景情景vtv0=0F=14N s物体在上述过程作匀变速直线运动吗？为什么？物体在上述过程作
10、匀变速直线运动吗？为什么？本讲稿第十页，共十五页解：解：Vtat2m/s25s10m/s统一单位制统一单位制有的同有的同学学，解，解题时题时，单单位弄位弄错错，常常，常常说说自己粗心。其自己粗心。其实实是是单单位制位制没没有掌握好。代入有掌握好。代入数数据前据前应统应统一一单单位制位制这这点要点要形成形成习惯习惯082m/s27 7kg1414NmFa amF7 71414a a2m/s2m/s2Vtat25m/s10m/sS at2 2m/s225s2212125m25mS at2 225m2121本讲稿第十一页，共十五页结果对吗？结果对吗？单单位对，结果不一定对，但对结果可以位对，结果不一
11、定对，但对结果可以“放心放心”一点一点 单位单位不对，结果则肯定不对不对，结果则肯定不对物物理理公公式式既既反反映映了了各各物物理理量量间间的的数数量量关关系系，同同时时也也确确定定了了各各物物理理量量的的单单位位关关系系因因此此，在在解解题题中中可可用用单单位位制制来来粗粗略略判判断断结结果果是否正确，如单位制不对，结果一定错误是否正确，如单位制不对，结果一定错误2 2、检验结果的正误、检验结果的正误例例2 2：如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服地球引力而脱离地面飘浮起来，这时地球自转的最大地球引力而脱离地面飘浮起来，这时地球自转的最大周期周
12、期T T (地球半径为地球半径为R R，地面重力加速度为，地面重力加速度为g).g).有位同学推出的结果是：有位同学推出的结果是：T2Rg本讲稿第十二页，共十五页既不是国际单位，也不是导出单位既不是国际单位，也不是导出单位1 1、给出下列物理量或单位，请按要求填空：、给出下列物理量或单位，请按要求填空：A A、米；、米；B B、牛顿；、牛顿；C C、加速度；、加速度；D D、米、米/秒秒2 2；E E、质量；、质量；F F、千克；、千克；G G、时间；、时间；H H、秒；、秒；I I、分钟；、分钟；J J、位移；、位移；K K、厘米；、厘米；L L、千克、千克/米米3 3；M M、焦耳；、焦耳
13、；1 1、在国际单位制中作为基本单位的是、在国际单位制中作为基本单位的是_。2 2、属于导出单位的是、属于导出单位的是_。3 3、物理量是：、物理量是：_。其中属于矢量的是其中属于矢量的是 ，属于标量的是，属于标量的是 ；05A F HA F HB D L MB D L MC E G JC E G JC JC JE GE G本讲稿第十三页，共十五页 2 2、质质量量为为500g500g的的物物体体受受力力作作用用后后获获得得10m10ms s2 2的的加加速速度度，则物体受到的合外力为多少牛？则物体受到的合外力为多少牛？解解:m500g0.5kg a10cms20.1ms2 由牛顿第二定律：由
14、牛顿第二定律：F=ma 得得F0.50.1N0.05N 利利用用国国际际单单位位制制运运算算时时，不不需需要要带带单单位位运运算算，只只要要在在每每一个结果的后面写上正确单位即可一个结果的后面写上正确单位即可本讲稿第十四页，共十五页单单位位制制基本单位基本单位导出单位导出单位1、米、米(m)2、千克（千克（Kg）3、秒、秒（S）4、安、安培（培（A）5、开尔、开尔文（文（K）6、坎德拉（坎德拉（cd）7、摩尔（摩尔（mol）力学单位制力学单位制中的三个基中的三个基本单位本单位由基本单位推导由基本单位推导出来的单位叫导出来的单位叫导出单位出单位选定的单选定的单位位m/s、m/s2、N、kg/m3 kgm/s、kgm2/s2、Ns 库、欧姆、电功率等等库、欧姆、电功率等等焦焦/千克等千克等电学电学热学热学热学热学光学光学国际单位国际单位制制(简称简称SI单位制单位制)本讲稿第十五页，共十五页