高中物理：力学单位制及其应用
第三章 第五节 力学单位制
第三章第五节力学单位制
在物理学和工程学中，力学单位制是最为基础的一种计量单位制。
本文将介绍力学单位制的定义、基本单位、导出单位以及应用等方面。
一、定义
力学单位制是一种物理学量单位制，它使用质量、长度和时间作为
基本量，描述物质的运动和相互作用。
力、位移、速度等物理量都是
在该计量单位制下定义的。
二、基本单位
力学单位制的基本单位包括米、千克和秒，分别表示长度、质量和
时间。
其中，千克是保持不变的国际单位，米和秒的定义也是经过严
格规定的。
三、导出单位
在力学单位制中，除了基本单位之外，还有一些导出单位。
例如，
牛顿是用于描述力的单位，定义为kg·m/s²。
米每秒是用于描述速度的
单位，表示每秒的位移距离。
焦耳是用于描述能量的单位，定义为牛顿·米。
四、应用
力学单位制在物理学和工程学中都有广泛应用。
在物理学中，它用
于描述物体的运动、碰撞、相互作用等现象。
在工程学中，它用于设计、生产和测试各种机械装置和设备。
综上所述，力学单位制作为一种基础的计量单位制，在物理学和工程学中拥有重要的地位和应用价值。
对于学习和研究相关领域的人员来说，了解和掌握该计量单位制非常必要。
高中物理 4.4 力学单位制教案 新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案
4．力学单位制知识纲要导引,核心素养目标,物理观念基本单位、导出单位和单位制，力学中的三个基本单位科学思维根据物理关系式确定物理量的单位，用单位制判断一个表达式的正误科学探究探究单位制的由来，如何使用单位科学态度与责任明确单位制在科学科研和生活中的作用基础导学一、基本单位(自学教材第97、98页“基本单位”部分)1．基本量在物理学中，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做基本量．2．基本单位和导出单位(1)基本单位：选定的基本量(力学中选长度、质量、时间)的单位．(2)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．例如速度、加速度的单位．(3)单位制：基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制(system of units)．二、国际单位制(自学教材第98页“国际单位制”部分)1．国际单位制：国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制(Le System e Intern ational d′ Unités，法文)，简称SI.2．国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度 l 米 m 质量 m 千克(公斤)kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n ，(υ) 摩[尔] mol 发光强度I ，(I υ)坎[德拉]cd【思考】(1)一般来说物理公式仅能确定各物理量之间的数量关系，不能确定它们之间的单位关系．( )(2)各个物理量的单位可以相互导出．( )(3)若某个单位符号中包含几个基本单位的符号，则该单位一定是导出单位．( ) (4)厘米(cm)、克(g)、小时(h)都属于国际单位制单位．( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×【教材解疑】(第99页)[思考与讨论]小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V ＝13πR 3h .小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的．她的根据是什么？圆锥的高h 和底面半径R问题解答：由公式V ＝13πR 3h 可知体积的单位为m 4，这是不对的，所以这个公式肯定是错误的.课堂探究主题一力学单位制【问题探究】探究点1 下面这些仪器所测物理量的国际制单位是什么？提示：牛顿秒米千克探究点2 比赛中两辆摩托车的速度分别为v1＝144 km/h，v2＝50 m/s，甲同学说v1>v2，乙同学说v1<v2，哪一个同学说得对，为什么？提示：两个速度选取了不同的单位制，不能直接比较其大小，应先把它们统一到同一单位制中，在国际单位制中v1＝144 km/h＝40 m/s<50 m/s，所以乙同学说得对．统一单位制的重要性单位制毁掉了宇宙探测器．某国针对火星开发的宇宙飞船探测器燃烧坠毁的原因是：数据计算出现错误，将不同单位混为一谈，居然没有将磅转换成千克，致使探测器最终坠毁．【探究总结】1．力学中的单位制2．基本单位是所选定的基本量的单位，物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位．,国际单位不一定是基本单位，如m/s2、N，而基本单位也不一定是国际单位，如cm、g.思路点拨【典例示X】例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基本单位的是________．(4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属于导出单位的是________．解析：解答该题时一定要区别下列概念：物理量和物理量的单位，国际单位制和国际单位，基本单位和导出单位．(1)属于物理量的是密度、加速度、质量、长度、时间，即选：A、D、E、H、I；(2)在国际单位制中，作为基本物理量的有质量、长度、时间，故选：E、H、I；(3)米/秒、牛顿是导出单位，故选：B、C；(4)在国际单位中属于基本单位的是秒、千克，故选：F、J，属于导出单位的是米/秒，牛顿，故选：B、C.答案：(1)A、D、E、H、I (2)E、H、I (3)B、C (4)F、J B、C训练1 (多选)关于力学单位制，下列说法中正确的是( )A．kg、m/s、N是导出单位B．kg、m、s是基本单位C．在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kgD．在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma解析：A错：m/s、N是导出单位，kg是基本单位．B对：kg、m、s是基本单位．C错：在国际单位制中，质量的单位是kg，不是g.D对：在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma.答案：BD主题二力学单位制在解题中的应用,【问题探究】探究点1 在学习了力学单位制后，甲同学由公式G＝mg得g的单位为N/kg，可是乙同学由自由落体运动公式v＝gt得g的单位为m/s2，二人争执不下，都认为自己导出的单位正。
4-4力学单位制
2．请完成下面表格(力学中的三个基本单位) 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长度 l 米 m
质量
时间
m
t
千克
秒
kg
s
基本单位和导出单位一起组成单位制，例如国际单位 制等． (1)基本单位：基本单位是根据物理量运算中的需要而
选定的几个基本物理量的单位．力学中选定长度、质量和
时间这三个基本物理量的单位作为基本单位． 质量：克、千克等； 长度：厘米、米、千米等； 时间：秒、分、小时等．
C．属于国际单位制中单位的是②③⑦
D．属于国际单位制中单位的是④⑤⑥ 答案：BC
解析：密度、加速度、长度、质量和时间是物理量名
称，不是单位(基本单位或导出单位)的名称，选项A、D 错． 国际单位制中基本单位有七个，其中力学部分有三个： 米、千克、秒，本题所列名称中，只有千克是国际单位制
中的基本单位，选项B正确．
4．力学单位制
※ ※ ※
了解什么是单位制，什么是基本单位，什么 是导出单位 知道力学中的三个基本单位 认识单位制在物理计算中的作用
爸爸带六岁的小明去动物园玩，在大象馆前小明突然
问：“爸爸，为什么我比大象还重呢？”爸爸很纳闷，小 明指着眼前的动物介绍牌说：“这上面写着亚洲象体重可 达5吨，而我的体重是25千克，25可比5大啊！”爸爸笑 了．
有的物理单位．它们是：力学部分三个基本单位：长度的
单位米(m)；质量的单位千克(kg)；时间的单位秒(s)．电学 部分一个：电流的单位安培(A)．热学部分两个：热力学温 度的单位开(K)；物质的量的单位摩尔(mol)．光学部分一 个：发光强度的单位坎(cd).
基本量及其单位 基本量 长度 基本单位 米(m)
人教版高中物理必修1第四章4.4力学单位制
一次因单位失误而造成的事故
美国国家航天局（NASA）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。
火星的大气层。
量是指容量的计量标准，单位有斗、升等； 铂铱合金制成的国际米原器
为什么欧盟要发行统一的货币-欧元？
16世纪：德国：某一个礼拜日最先从教堂
里走出来的16个男子的左脚长度平均值。
铂铱合金制成的国际米原器
衡是指质量的计量标准，单位有斤、两等 1、下列单位属于导出单位的是 （ ）
《孔子家语》：布手知尺，布指知寸
A、N ，kg ，m B、m，s， g
度是指长度的计量标准，单位有丈、尺、寸等；
《孔子家语》：布手知尺，布指知寸 9世纪：英国查理曼大帝的脚板的长度。
3、现有下列物理量或单位，按下面的要求填空：
A、N ，kg ，m B、m，s， g
1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。
查得圆锥体积的计算公式为
查得圆锥体积的计算公式为
有时侯根据物理量的单位能够查出运算或印刷中的错误。
C、kg ，m ，w D、kg，m，s
美国国家航天局（NASA）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。
(1) 物理学中的七个基本单位（SI制）
③ 属于国际单位制中的单位有 B、C、D、E、H.
高中物理必修一-力学单位制
力学单位制知识集结知识元力学单位制知识讲解1．单位制：基本单位和导出单位共同组成了单位制．（1）基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有长度、质量、时间，它们的国际单位分别是米、千克、秒．（2）导出单位是由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．有力（N）、速度（m/s）、加速度（m/s2）等．2．国际单位制中的基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克kg时间t秒s电流I安（培）A热力学温度T开（尔文）K物质的量n摩（尔）mol发光强度I坎（德拉）cd特别提醒：（1）有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米、克、小时等．（2）有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如米/秒（m/s）、帕斯卡（Pa）、牛（顿）（N）等．3．单位制在物理学中的应用（1）简化计算过程的单位表达：在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可．（2）检验结果的正误：物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系．因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误．例题精讲力学单位制A．米尺、弹簧秤、秒表B．米尺、测力计、打点计时器C．量筒、天平、秒表D．米尺、天平、秒表例2.在下面是力学中的几个物理量和单位：①秒②牛顿③厘米④千克⑤长度⑥力⑦质量有关上述物理量和单位的说法中正确的是（）A．属于基本物理量的是⑤⑥⑦B．属于基本单位的是①④⑤C．属于国际单位的是①②④D．属于国际单位的是①②③例3.在解一道由字母表达结果的计算题中，一个同学解得位移结果的表达式为：x=，其中FA．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，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确当堂练习单选题练习1.下列各组单位符号中，属于国际单位制中基本单位符号的是（）A．kg、m、J B．N、kg、mC．kg、m、s D．s、g、m练习2.可以用来测量国际单位制规定的三个力学基本物理量的仪器是下列哪一组（）A．米尺、弹簧秤、秒表B．米尺、测力计、打点计时器C．量筒、天平、秒表D．米尺、天平、秒表练习3.实验研究表明降落伞所受的阻力与速度v、伞的半径r，空气密度ρ等因素有关，下面几个有关阻力的表达式可能正确的是（式中K为比例常数，无单位）（）A．Kv2r3ρB．Kv2r2ρC．Kv2r4ρD．Kvr2ρ练习4.在下面是力学中的几个物理量和单位：①秒②牛顿③厘米④千克⑤长度⑥力⑦质量有关上述物理量和单位的说法中正确的是（）A．属于基本物理量的是⑤⑥⑦B．属于基本单位的是①④⑤C．属于国际单位的是①②④D．属于国际单位的是①②③练习5.关于单位制，下列说法中正确的是（）练习6.由位移和时间求速度时，所用的关系式为v=，如果位移用米做单位，时间用秒做单位，得出的速度单位就是米每秒．因此，我们说“物理学的关系式确定了物理量的关系”时，也指它确定了物理量的单位之间的关系．由此可以得出，弹簧的劲度系数的国际单位为（）练习7.在解一道由字母表达结果的计算题中，一个同学解得位移结果的表达式为：x=，其中F表示力，t表示时间，m表示质量，用单位制的方法检查，这个结果（）。
力学单位制-[新]高中物理必修第一册
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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。
问题一
问题二
2.单位制的组成
随堂检测
问题一
问题二
随堂检测
画龙点睛 国际单位不一定是基本单位。基本单位只是组成国际
单位制的一小部分,在国际单位制中,除七个基本单位以外的单位
(4)在国际单位制中属于基本单位的是
,属于导出单位的
是
。
问题一
问题二
随堂检测
解析:(1)题中所有各项中,属于物理量的是密度、加速度、质量、
长度、时间,故此空填“A、D、E、H、I”。
(2)在国际单位制中,作为基本物理量的有质量、长度、时间。故
此空填“E、H、I”。
(3)题中所给的单位中,不属于国际单位的是厘米,故此空填“G”。
都是导出单位。
问题一
问题二
随堂检测
实例引导
例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 。
本单位表示应该是(
)
A.kg·m/s
B.kg·m/s2
C.N
D.N·s
答案:B
解析:力的单位是牛,是导出单位,根据牛顿第二定律F=ma可知,1
N=1 kg·m/s2。则力的单位用国际单位制的基本单位表示应该是1
新教材2023年高中物理 第4章 运动和力的关系 4 力学单位制课件 新人教版必修第一册
对点训练
1．(多选)关于国际单位制，下列说法正确的是
( ABC )
A．国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制
B．各国均有不同的单位制，国际单位制是为了交流方便而采用的
一种单位制
C．国际单位制是一种基本的单位制，只要在物理运算中各物理量
均采用国际单位制中的单位，则最后得出的结果必然是国际单位制中的
要点提炼
1．简化运算：在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过 程中不用写出各个量的单位，只在式子的末尾写出所求量的单位即可， 简化了书写。
2．检验结果：各量的单位统一成国际单位制单位，只要正确地应 用公式，计算结果必定是用国际单位制单位来表示。只有所求物理量的 计算结果的单位和该物理量在国际单位制中的单位完全一致时，该运算 过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对，则结果一定错。
要点提炼
1．单位制的意义 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，同一物理量，选用不同单位时其数值不同，统一单位，便 于人们的相互交流，统一人们的认识。
2．单位制的组成
长度：米(m)
国 单际力学
基本单位质 时间量：：秒千克(s)(kg)
位 制单 位 制单位制导(例出如单) 位速 功 压度率 强：： ：米瓦 帕特 斯/秒卡((Wm()P/sa))
探究 情景导入
单位制在物理计算中的应用
如图所示，一艘快艇以2 m/s2的加速度在海面上做匀加速直线运 动，快艇的初速度是10 km/h。求这艘快艇在10 min内经过的位移。在 解题过程中，怎样合理应用单位制，才能做到既简单又不容易产生错 误？
提示：把题目中的已知量用国际单位制表示，若不是国际单位的首 先要转化为国际单位，计算的结果同样要用国际单位表示，这样，计算 过程中，就不必一一写出各量后面的单位，只在数字后面写出正确的单 位就可以了。
44力学单位制课件高一上学期物理人教版3
新知学习
一、基本单位和导出单位
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做基本量，它们的单位叫基本单位；
物理量
单位
基 长度
m ;dm;cm;nm;um;km；光年等
基 本
本 量
时间
s; min; h; 天；月；年等
单 位
作者编号：43002
当堂检测
1、下列单位属于导出单位的是 （ BCD） A、小时 B 、牛 C、焦 D、瓦 2、下列单位全是国际单位制中基本单位的是（ D ） A、N ，kg ，m B、m，s， g C、kg ，m ，w D、kg，m，s
作者编号：43002
当堂检测
3.质量m＝200 g的物体，测得它的加速度a＝20 cm/s2，则关于它所受的合 力的大小及单位，下列运算既正确、简洁又符合一般运算要求的是( B) A.F＝200×20＝4 000 N B.F＝0.2×0.2 N＝0.04 N C.F＝0.2×0.2＝0.04 N D.F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N
新知学习
例题 ：一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的水平恒力作 用下，5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多大？
物理情景
v0=0F=14N
v
x
解：
a＝
F m
14N
＝ 7kg
＝2m/s2
v＝at＝2m/s2×5s＝10m/s
x ＝1 at2 ＝ 1×2m/s2×25s2 ＝25m
2.26米
88.9763 英寸
1英尺=0.3048米
1英寸=0.0254米
作者编号：43002
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高中物理：力学单位制及其应用
[探究导入]为了便于交流合作，1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制．简称SI.
(1)如果我们不小心忘记了某个物理量的单位有没有办法把这个单位找回来呢？
提示：有，因为物理学的关系式不仅确定物理量数量之间的关系，也确定了物理量单位之间的关系．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．
(2)美国NBA官方公布，姚明身高7.414 7英尺，中国篮协官方公布姚明身高2.26米，关于姚明的两个身高，数据为什么不一样？
提示：因为采用的单位制不一样，所以两个数据不一样．
1．力学中选长度、质量、时间为基本物理量，对应的国际单位制中的单位分别为米(m)、千克(kg)、秒(s)．
2．单位制的应用
(1)利用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，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，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，从而使计算更简便．
(2)利用单位制可检查物理量关系式的正误
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．
(3)利用单位制可导出物理量的单位：根据物理公式中物理量之间的关系可推导出物理量的单位．
[易错提醒]
(1)比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一到同一单位制中，再根据数值来比较．
(2)数值较大或较小的单位，统一成国际单位制单位后，为方便书写，可用科学计数法表示，如：1 μm＝10－6 m.
[典例2] 一物体在2 N 的外力作用下，产生10 cm/s 2的加速度，求该物体的质量．下列有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是( )
A ．m ＝F a ＝210
kg ＝0.2 kg B ．m ＝F a ＝ 2 N 0.1 m/s 2＝20 kg·m/s 2
m/s 2
＝20 kg C ．m ＝F a ＝20.1
＝20 kg D ．m ＝F a ＝20.1
kg ＝20 kg [解析] 统一单位，F ＝2 N ，a ＝10 cm /s 2＝0.1 m/s 2，由牛顿第二定律得m ＝F a ＝20.1
kg ＝20 kg ，D 项运算既正确，又规范简洁．
[答案] D
2．关于力学单位制，下列说法正确的是( )
A ．kg 、m/s 、N 是基本单位
B ．kg 、m 、s 是导出单位
C ．在国际单位制中，质量的单位可以是kg ，也可以是g
D ．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F ＝ma
解析：所谓导出单位，是利用物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有三个，即kg 、m 、s ，其他单位都是由这三个基本单位推导出来的，如“牛顿”(N)是导出单位，即1 N ＝1 kg·m/s 2(F ＝ma )，所以A 、B 项错误．在国际单位制中，质量的单位只能是kg ，C 项错误．在牛顿第二定律的表达式中，F ＝ma (k ＝1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立，D 项正确．
答案：D
3．在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得位移x ＝F 2m
(t 1＋t 2)，用单位制的方法检查，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
解析：可以将式子右边的力F 、时间t 和质量m 的单位代入公式，看得到的单位是否和
位移x 的单位一致．在x ＝F 2m
(t 1＋t 2)式中，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选的不同，不会影响结果的正确性，故A 、C 、D 错．
答案：B。