4.4力学单位制
4.4《力学单位制》
01. 牛顿第二定律的内容
高中物理必修第一册课件
02. 米（metre）的定义
光在真空中2997192458s
时间间隔所经路径的长度。
该定义是在1983年国际 计量大会上批准的。
03. 千克（kilogram）的定义
国际千克原器的质量为1千克
铂铱合金制成的国际千克原器
2018年，第26届计量大会决定， 千克由普朗克常量h及米和秒定义 ， 1 kg ＝ h/6.62607015×10-34 m2 ·s-1
02. 来自英国的困惑
十三世纪初期，英国全国贸易盛行但又由于尺度紊乱，全国没有统一的标 准，为贸易往来带来了很多麻烦。仅尺度上带来的民事纠纷就使英国皇室大 为苦恼，他们先后召开了10余次大臣会议商讨此事，商量来讨论去始终确定 不下来一个统一的标准。
约翰一世便愤怒地在地上踩了一脚，然后指着凹陷下去的脚印对大臣们庄
01. 牛顿第二定律的内容
高中物理必修第一册课件
课堂小结
被选定的物理量叫做基本量， 它们相应的单位叫作基本单位；
1.米(m)
2.千克（Kg）
A
3.秒（S）
4.安培（A）
5.开尔文（K） 6.摩尔（mol）
C
7.坎德拉（cd）
基本单位 单位制
由基本单位和导出单位一起组成了 一个单位制（system of units）。
h R
06. 单位制的使用说明
1.在解题时，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.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。
课件9：4.4力学单位制
牛顿第二定律公式为F=ma。质量单位选 kg，加速度单位选m/s2，则力的单位是N。
3. 单位制： 基本单位和导出单位的总和叫做单位制.
由于基本单位的选择不同，历史上 力学中出现了厘米、克、秒制和米、千 克、秒制两种不同的单位制，工程技术 领域还有英尺、秒、磅制等单位制．
在1875年以前全世界没有统一的单位，如长度的 单位：
法国人：米 英国人：英尺 中国人：尺
在国际交流中非常不方便： 1875年法国政府 邀请20个国家政府代表 来商讨： 成立国际计量局
国际计量局世界代表大会
主题：单位问题（统一问题）
请各国代表 提出议案
1. 要求统一单位 2. 如何统一
阅读教材思考：
2. 导出单位： 根据物理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.
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．
速度公式v=x/t。位移单位选m，时间单位 选s，速度的单位是m/s。
物理量的单位为基本单位． 长度的单位有: 厘米(cm)、米(m)、千米(km)等. 质量的单位有: 克(g)、千克(kg)、吨（t)等． 时间的单位有: 秒(s)、分(min)、小时(h)等．
力学是研究物体运动变化的过程中 力与运动关系的，因此，联系物体自身 性质的量（质量）和空间尺度的量（长 度）以及时间，必然与物体受力后运动 变化联系得最密切、最普遍，所以这三 个物理量也最基本，事实表明，用这三 个量做基本单位，可以使力学中的单位 数目最少．
原创1：4.4力学单位制
国际单位制中力学范围内的物理量及单位
基本量及其单位
基本量
导出量及其单位
基本单位
导出量
导出单位
米(m)
Δ
x
速度v＝
Δt
米/秒(m/s)
质量
千克(kg)
Δ
v
加速度a＝
Δt
米/秒 2(m/s2)
时间
秒(s)
力(F＝ma)
牛顿(N)
长度
知识总结
基本单位
导出单位
2、单位制的理解：要正确区分“物理量”“基本单位”“导出
单位”“国际单位制”
(1)物理量是能够定量地反映客观事物的主要属性和共同特征的
物理概念
(2)国际单位制是一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制
(3)基本单位是所选定的基本量的单位，国际制中物理学中共有
七个基本单位，力学中有三个基本单位
(4)导出单位是由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的
单位算出来的，并把这些数据直接输入电脑.
你看，就是因为在单位制上的失误，结果犯了一个“极端
愚蠢的错误”，价值1.25亿美元的火星探测器毁于一旦.
秦始皇大一统
秦始皇统一货币，统一度量衡，统一文字.战国时代各国
的度量衡是不统一的,不仅大小长短轻重不同,而且进位制
也不相同,在一个新统一的国家里,度量衡制度混乱，给人
答案解析
测试1
下列各选项中，都属于国际单位制中的基
熟练记忆力学
本单位的是（ A ）
A．米、秒、千克
B.牛顿、秒、千克
C．牛顿、米、秒
D.牛顿、米、千克
高中教育物理必修一《4.4 力学单位制》教学课件
(2)基本单位和导出单位组成了单位制．基本单位是可以任意选定的，
由于基本单位选取的不同，组成的单位制也就不同．
【典例】
例 1 下列有关力学单位制的说法中正确的是(
)
A．在有关力学计算中，只能采用国际单位制
B．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达
Δt
由此可想到什么？
【归纳】
1．国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位
物理量名称
长度
质量
时间
电流
热力学温度
物质的量
发光强度
物理量符号
l
m
t
I
T
n，(v)
I，(Iv)
单位名称
米
千克(公斤)
秒
安[培]
开[尔文]
摩[尔]
坎[德拉]
单位符号
m
kg
s
A
K
mol
cd
2.单位制的理解
(1)单位制是为了测量、比较物理量的大小而建立的．物理公式在确
(3)知道国际单位制中七个基本物理量及其单位．
(1)能够根据物理量的定义式或者物理关系来推导其他物理量
的单位．
(2)能在运算过程中规范使用物理单位．
(3)会利用单位制判断一个物理量表达式的可能正误等有关问
题．
科学
(1)了解单位制在物理学中的重要意义．
态度
(2)认识统一单位的重要性和必要性，了解单位制能促进世界
量间的关系推导出物理量的单位．
3．判断比例系数的单位：根据公式中物理量的单位关系，可判断公
式中比例系数有无单位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，Ff＝μFN中，
高中物理课件-4.4 力学单位制
A．N、kg、s
B．N、m、s
C．m、kg、s
D．kg、s、cm
答案：C
由于基本单位的选择不同，历史上力学中出现了:
1.厘米、克、秒制: 基本单位是:厘米、克、秒
2.英尺、秒、磅制: 基本单位是:英尺、秒、磅
米、千克、秒制: 基本单位是:米、千克、秒
巩固习题: 2、现有下列物理量或单位，按下面的要求填空：
2.如图所示A、B两个物体叠放在一起，静止在光 滑的水平地面上，A与B之间的动摩擦因数μ=0.2. 已知物体A的质量m=2kg，物体B的质量M=3kg。先 对物体A施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与 物体B相对静止，求恒力F的最大值（物体间的最 大静摩擦力等于滑动摩擦力）
2．能检验计算结果. (见课本P80说一说)
说一说 小时侯根据物理量的单位能够查出运算或印刷中的错误。 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 1 R3h
3
小红说，从单位关系上看，这个公式是错误的。他 的根据是什么？
3．能推导物理量的单位.
问题：请你导出压强的单位？
力学单位制 中的三个基 本单位。
国 基本单位
4、安培（A） 电学(电流)
际
5、开尔文（K） 热学(热力学温度)
单
6、坎德拉（cd） 光学(光照强度)
位
7、摩尔（mol） 热学(物质的量)
制 导出单位 m/s, m/s2, N, Kg/m3,
巩固习题:
1．下列四个选项中，属于国际单位中的基本单位的是( )
根据公式 P F S
可推导压强的单位 1Pa 1N 1kg m1 S 2 1m 2
巩固习题: 3. 声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、 压强p有
课件3：4.4 力学单位制
3．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 位叫做导出单位。 例如：加速度单位：___N__，力的单位：_m__/s_2_。
• 单位制和国际单位制
1.单位制
_基__本__单位和_导__出__单位一起组成了单位制。
2．国际单位制
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。
• 单位制的应用
2.质量为4t的汽车，在平直公路上由静止出发，经过1min 速度达到72km/h，已知汽车在运动时所受的阻力为车重的
0.02倍，求汽车的牵引力(g取10m/s2)。 解析：统一单位：m＝4t＝4000kg，t＝1min＝60s，v＝ 72km/h＝20m/s，Ff＝kmg＝0.02×4000×10N＝800N
答案：C
解析：四个选项中A、D均错，B项解题过程正确，但 不简洁，只须C项运算正确，且简洁而又规范。
• 对单位和单位制的理解
1. 下列有关力学单位制的说法中，正确的是( ) A．在力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能 采用其他单位 B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、 时间、质量 C．力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有： 千克、米、秒 D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表示
(2)单位统一后，计算过程中就不必把各物理量的单 位一一代入，只在式子或结果后写出所求量的单位即 可， 从而使计算更简捷。
雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的
空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成
正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是( )
A．kg/m4
4.4 力学单位制
2(力) 2 kg· m/s F=ma=1Kg.m/s kg
基本量：人为选定的规定单位的物理量。 基本单位：基本量的单位。
导出单位：由基本量单位根据物理关系式 推导出的其它物理量的单位。
基 长度 本 质量 量 时间
速度 加速度
km 、cm…… g 、mg …… min 、hour …
m kg s m/s m/s2 N
物理 情景
v0=0 F=7N
X
vt
物体在上述过程作匀变速直线运动吗？
解：
F ＝ 14N 2 a＝ m ＝ 2m/s 7kg Vt＝at＝2m/s2×5s＝10m/s 1 2 1 S ＝ at ＝ ×2m/s2×25s2 2 2 ＝25m
必须统一单位制！
F ＝ 14 m/s2 ＝2m/s2 a＝ m 7 Vt＝at＝2×5m/s＝10m/s 1 2 1 S ＝ at ＝ ×2×25m 2 2 ＝25m
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
2、检验结果的正误
小刚老师在《高中数
学公式大全》上发现圆锥
体积公式如下：
h
Vห้องสมุดไป่ตู้
1
3
πR h
R
3
小刚老师立即判断它是错误的。 聪明的同学们，你们知道他是怎样快速判断的吗？
在一道计算题中（由字母表达结果的计 算题），一个同学解得结果为：
请导出下列单位与基本单位米、千克 秒之间的关系
J W Pa
力学单位制
一次因单位失误而导致的事故
20世纪末美国曾发射一个火星
探测器, 在设定环绕轨道半径
时，没有进行单位换算，导致
4.4力学单位制(共31张PPT)
思
考
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。你看，就是因为在单位 制上的失误，结果犯了一个“极端 愚蠢的错误”，价值1.25亿美元的火 星探测器毁于一旦。
长
制 度、质量、时间为基本量
米(m)、
千克(kg)、秒(s)为基本单位
在整个物理学中，国际单位制规定了七个基本单位
国际单位 制(简称 SI单位制)
单 位 制
选定的 单位
基本单位
导出单位
由基本单位推 导出来的单位
叫导出单位
1、米(m) 2、千克（Kg） 3、秒（S） 4、安培（A） 5、开尔文（K） 6、坎德拉（cd） 7、摩尔（mol）
解:
F
只在数字后面写单位
用同一单位制计算时,只在数字后 面写出所求量在该单位制下的单位.
F
解：
a＝
F m
＝
14N 7kg
＝2m/s2
统一单位制
a＝
F m
＝
14 7
m/s2＝2m/s2
Vt＝at＝2m/s2×5s＝10m/s
S
＝
1 2
at2
＝
1 2
×2m/s2×25s
＝25m
Vt＝at＝2×5m/s＝10m/s
18 0
m/s
加 速
t 时间 15 s
度
课件1：4.4 力学单位制
C．使质量是1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，叫作1 N
D．使质量是2 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，叫作1 N
来的相应单位叫导出单位．
新知探究
知识点 1 单位制
选取基本单位的原则
基本单位的选择应符合下列原则：
①由最少的基本单位来构成最多的导出单位．
②有很高的精确度，并有长期的稳定性和重复性．
③互相独立．
新知探究
知识点 1 单位制
单位制
基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
国际单位制
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，叫国际单位制，简称SI。
新知探究
知识点 1 单位制
单位制的作用
1.单位制可以帮助我们记忆物理公式．
2.可对计算结果的正、误进行检验．如用力学国际单位制计算时，
只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制
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．
知识点 2 国际单位制中的基本单位
单位制的组成
新知探究
知识点 3 对单位制的理解及应用
组合单位的读法
组合单位的中文名称与其符号表示的顺序一致，在只有名称而不出
现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致．如单位由
相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词；符
号中的除(斜线和出现的负指数)，名称中对应的词为“每”字，
“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关．例如：力矩的SI
单位名称为“牛顿米”(其符号为N·m)；密度的SI单位名称为“千克
每立方米”(其符号为kg/m3).
课件4：4.4 力学单位制
【审题指导】 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．
【解析】 (1)题中所有选项中，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，作为基本单位的物理量有：质量、 长度、时间．故此空填“E、H、I”．
2. 质量为 1.5 t 的汽车在前进中受到的阻力是车重的 0.05 倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5 s 内速度 由 36 km/h 增至 54 km/h.求汽车发动机的牵引力的大小．(g 取 10 m/s2)
【审题指导】 物理计算问题中给出的几个物理量的单 位不一定是统一的国际单位，一般先将其换算成统一的国际 单位，这样在计算过程中就不必将单位一一代入进行运算．
●新课导入建议 直接引入 前边我们已经学过许多物理量，它们的公式 各不相同，并且我们知道，有的是通过有关的公式找到它们 之间的联系的，那么各个物理量的单位之间有什么区别？它 们又是如何构成单位制的呢？本节课我们就来共同学习这个 问题．
课标解读
重点难点
1.知道什么是单位制，什 1.国际单位制中的基本单位和
4．基本单位和导出单位的区分 (1)基本物理量的所有单位均为基本单位，但是基本单位 并非都是国际单位制中单位，国际单位制中单位也不一定是 基本单位．要从概念上理解基本单位与国际单位之间的联系 与区别． (2)只用一个符号表示的单位不一定就是基本单位，例如 牛顿(N)、焦耳(J)，瓦特(W)等都不是基本单位，它们是导出 单位． (3)两个或更多的符号表示的单位也可能是基本单位，例 如千克(kg)就是基本单位．
中的应用.
确性．(难点)
基本量、基本单位和导出单位
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4.4力学单位制
教材分析
本节从牛顿第二定律数学表达式F=ma，各物理量单位必须使用统一的国际单位制出发，引入新课，探究物理量的单位，培养学生逻辑推理、探究、创新的思维能力。
由学生根据已学的物理量和日常生活中的事实，体验数量后面必有单位，才能构成一个完整的概念。
探究物理量单位如何确定及利用单位制对一些问题进行判断。
教学目标
知识与技能
1、了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；
2、认识单位制在物理计算中的作用
过程与方法
1、让学生认识到统一单位的必要性．
2、使学生了解单位制的基本思想．
3、培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化．
4、通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法．
情感、态度与价值观
1、使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想．
2、了解度量衡的统一对中国文化的发展所起的作用，培养学生的爱国主义情操．
3、让学生了解单位制与促进世界文化的交流和科技的关系．
4、通过一些单位的规定方式，了解单位统一的重要性，并能运用单位制对计算过程或结果进行检验
教学重点
1、什么是基本单位，什么是导出单位．
2、力学中的三个基本单位．
3、单位制．
教学难点
统一单位后，计算过程的正确书写
教学过程
一、预习检查、总结疑惑
检查落实知道了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性
二、情景导入、展示目标
展示张飞和姚明的图片
师：大家都认识这两个人吧．
生：认识，一个是张飞，一个是姚明．
师：那么大家知道他们的身高是多少呢?
生：《三国演义)上说张飞身高9尺．
师：按照现在的计算方法，张飞的身高应该是多少?
生：三尺是1 m，张飞的身高应该是3m．
师：姚明在当代应该是身高很高的人了，他的身高是多少?
生：2．26m．看起来张飞要比姚明高很多，打篮球一定挺厉害．
师：并不是张飞比姚明高，而是古代的尺和现代的尺不一样．在我国有“伸掌为尺”的说法，我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9m到0．355 8m 的变化，其差别相当悬殊．
师：大家如果经常看NBA介绍时会发现姚明的身高并不是说成2．26m，而是怎样介绍的呢?
生：我记得好像是几英尺几英寸，具体数值记不清了．
师：1英尺等于0．304 8m，1英寸为2．54 cm．大家如果不记得的话可以重新计算一下，也可以计算一下自己的身高是多少．大家知道尺和英尺是怎样来得吗?
生：不知道．
多媒体介绍．
在古代，人们常用身体的某些器官或部位的尺度作为计量单位．在遥远的古埃及时代，人们用中指来衡量人体的身长，认为健美的人身长应该是中指长度的19倍．各个国家，地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位．仅以长度为例，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．在英国，1掌尺相当于7．62 cm而在荷兰，1掌尺却相当于10cm．英尺是8世纪英王的脚长， 1英尺等于0.304 8 m．10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸．1英寸为2．54cm．这位君王又别出心裁，想出了“码”这样
一个长度单位．他把从启己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91 cm，定为1码．到了1101年，亨利一世在法律上认定了这一度量单位，此后，“码”便成为英国的主要长度单位，一直沿用了1 000多年．在我国亦有“伸掌为尺”的说法．我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尼，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9 m到0.355 8m的变化，其差别相当悬殊．
多媒体展示学习目标，强调重难点。
三、合作探究、精讲点拨
单位的不统一会造成什么样的困难?
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了什么是基本单位，什么是导出单位，什么是单位制，知道了力学中的三个基本单位以及统一单位后，解题过程的正确书写方法。