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1、4.4 力学单位制张飞张飞身高身高9 9尺尺姚明姚明身高身高6.786.78尺尺 各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。我欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。我国亦有国亦有“伸掌为尺伸掌为尺”的说法。三国时期王肃编的的说法。三国时期王肃编的孔子家语孔子家语一一书中记载有：书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。”两臂伸开长两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝至清末的八尺，就是一寻；从秦朝至清末的20002000多年间，我国的多年
2、间，我国的“尺尺”竟竟由由1 1尺相当于尺相当于0.2309m0.2309m到到0.3558m0.3558m的变化，其差距相当悬殊。的变化，其差距相当悬殊。导入新课 美国国家航天局（美国国家航天局（NASANASA）在）在2020世纪末曾发射过一个火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
3、克因时发现：原来探测器的制造商洛克希德希德马丁公司计算加速时的力使用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。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你看，就是因为在单位制上的失误，结果犯了一个误，结果犯了一个“极端愚蠢的错误极端愚蠢的错误”，价值价值1.251.25亿美元的火星探测器毁于一旦。亿美元的火星探测器毁于一旦。一次因单位失误而造成的事故一次因单位失误而造成的事故血的教血的教训训单位不统一会造成什么困难？基本单位米（米（m m）秒（秒（s s）米每秒米每秒（m/sm/s）米每秒米每秒（m/sm
4、/s）秒（秒（s s）米每二次方米每二次方秒（秒（m/sm/s）由此可见，物理学的关系式在确定了物理量之间的由此可见，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件的关系。关系时，也确定了物理量的单位件的关系。在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够在物理学中，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。这些利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被被选定的物理量称为选定的物理量称为基本量基本量。由基本量根据物理关系推导出由基本量根据物理关系推导出的量称为的量称为导出量导出量。基本单位基本单位导出单位导出单位基本量基本量导出量导出量
5、基本单位和导出单位一起组成了基本单位和导出单位一起组成了单位制。单位制。国际单位制 各国家或者各个地区，如果对一些物理量或者计量没各国家或者各个地区，如果对一些物理量或者计量没有一个统一标准，将妨碍相互之间的交流。有一个统一标准，将妨碍相互之间的交流。中中国国历历史史上上，秦秦始始皇皇统统一一度度量量衡衡。战战国国时时期期，各各国国的的度度量量衡衡都都不不一一样样，秦秦始始皇皇统统一一度度量量衡衡，使使长长度度、容容量量、重重量量，都都有有了了统统一一的的标标准准，便便利利了了经经济济的的发发展展。秦秦朝朝还还统统一一了了货货币币。秦秦政政府府规规定定把把秦秦国国的的圆圆形形方方孔孔钱钱，作作
6、为为统统一一的的货货币币，通通行行全国。全国。19601960年年第第1111届届国国际际计计量量大大会会制制订订了了一一种种国国际际通通用用的的、包括一切计量领域的单位制，叫做包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称国际单位制，简称SISI。力学力学电学电学热学热学光学光学物理学中的七个基本单位（物理学中的七个基本单位（SISI制）制）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A.(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
7、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牛顿米牛顿米Nm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常用的力学量的常用的力学量的SI单位单位(导出单位导出单位)常用基本单位（常用基本单位（非国际单位）非国际单位）长度长度厘米厘米cm毫米毫米mmmm分米分米dmdm时间时间小时小时h h分钟分钟minmin日等等日等等质量质量克克g g吨吨t t毫克毫克mgmg除了除了SI单位制，还有厘米单位制，还有
8、厘米克克秒单位制秒单位制单位制的应用1.1.简化计算过程的单位表达简化计算过程的单位表达:在解题计算时在解题计算时,已知量已知量均采用国际单位制均采用国际单位制,计算过程中不用写出各个量的计算过程中不用写出各个量的单位单位,只要在式子末尾写出所求量的单位即可。只要在式子末尾写出所求量的单位即可。2.2.推导物理量的单位推导物理量的单位:物理公式在确定各物理量的物理公式在确定各物理量的数量关系时数量关系时,也确定了各物理量的单位关系也确定了各物理量的单位关系,所以我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。量的单位。3.3.判断比例系
9、数的单位判断比例系数的单位:根据公式中物理量的单根据公式中物理量的单位关系位关系,可判断公式中比例系数有无单位可判断公式中比例系数有无单位,如公式如公式F=kxF=kx中中k k的单位为的单位为N/m,F=N/m,F=F FN N中中无单位无单位4.4.比较物理量的大小比较物理量的大小:比较某个物理量不同值的比较某个物理量不同值的大小时大小时,必须先把它们的单位统一必须先把它们的单位统一,再根据数值来再根据数值来比较。比较。5.5.检验物理公式和结果检验物理公式和结果:根据物理公式中各物理根据物理公式中各物理量的单位量的单位,可以推断该物理公式计算结果的单位可以推断该物理公式计算结果的单位,若
10、该单位与该公式所求。若该单位与该公式所求。例例.一一个个静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上的的物物体体，质质量量是是7 7kgkg，在在1414N N的的恒恒力力作作用用下下，5 5s s末末的的速速度度是是多多大大？5 5s s内内通通过过的的位位移移是是多大？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量的的单位即可单位即可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物理理情情景景vtv0=0F=14N x物体在上述过程作匀变速直线运动
11、吗？为什么？物体在上述过程作匀变速直线运动吗？为什么？单位制在计算中的重要作用解：vat2m/s25s10m/s统一单位制统一单位制有的同学，解题时，单位弄错，常常说自己粗心。其实是单有的同学，解题时，单位弄错，常常说自己粗心。其实是单位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯！位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯！2m/s27kg14NmFa=mF714a2m/s2m/s2vat25m/s10m/sx at2 2m/s225s2212125m25mx at2 225m21212 2、检验结果的正误、检验结果的正误小小刚刚在在课课余余制制作作中中需需要要计计算算圆圆锥
12、锥的的体体积积，他他 从从 一一 本本 书书 中中 查查 得得 圆圆 锥锥 体体 积积 的的 计计 算算 公公 式式 为为 ，小小红红说说，从从单单位位关关系系上上看看，这这个个公公式式肯肯定是错误的，定是错误的，她她的根据是什么？的根据是什么？体积的单位为体积的单位为m m3 3，而，而 的运算单位为的运算单位为m m4 4，显然，显然这个公式是错误的。这个公式是错误的。N 基基 本本 单单 位位 导导 出出 单单 位位m km 、cmkg g 、mg s min、hour m/s km/h kg/m3 g/cm3 长度长度质量质量时间时间速度速度加速度加速度力力密度密度m/s2 cm/s2
13、 基基 本本 量量 力学单位制力学单位制导导 出出 量量国际单位制中的单位国际单位制中的单位课堂小结1.(1.(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A A在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单位，不能采用其他单位位，不能采用其他单位B B力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度量和速度C C力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有kgkg、m m和和s sD D单位制中的导出单位可以用基本单位来表达单位制中的导出单位可以用基本单位来表达
14、CD 小试牛刀2.2.质量为质量为4 t4 t的汽车，在平直公路上由静止出发，的汽车，在平直公路上由静止出发，经过经过1 min1 min速度达到速度达到72 km/h72 km/h，已知汽车在运动时，已知汽车在运动时所受的阻力为车重的所受的阻力为车重的0.020.02倍，求汽车的牵引力倍，求汽车的牵引力(g g 取取10 m/s10 m/s2 2)。思路引导：思路引导：当各物理量均采用国际单位时，运用当各物理量均采用国际单位时，运用公式进行运算时，公式中的各量不必写上单位，公式进行运算时，公式中的各量不必写上单位，只需在最后的数值后面写上正确的单位即可。只需在最后的数值后面写上正确的单位即可。答案：答案：2 133 N