力学基本物理量与测量

力学基本物理量与测量

第二节 力学基本物理量及测量方法

物理学的发展离不开历史上很多伟大的物理实验，很多物理定律就是通过实验来验证或者是实验基础上的推理得到的，物理学的大厦中镶嵌着无数令人瞠目结舌的精妙实验。古人说九尺之台，起于垒土，我们对物理力学的学习，就从基本的力学物理量和简单的测量方法开始。

1．力学的基本物理量

在物理学中，我们用物理量来描述物体的固有的

性质和运动的状态。物理量

分为基本物理量和导出物理

量。力学中通常选长度、质量、

时间为基本物理量，这三个物理

量可以导出所有力学的导出物理量，例如速度（如右图）。导出物理量是根据物理量的定义由基本物理量组合而成的。

物理量要同时用数字和单位两部分来表示，否则不产生任何物理意义。

1．1．长度和长度单位

我们用长度这个物理量来表示物体的大小。在国际单位制中，长度的单位是米()。为了方便我们也经常使用千米()、分米()、厘米()、毫米()、微米()

m km dm cm mm m

和纳米()等长度单位。

1=10—3＝10＝102＝103＝106=109。

例题：是电容的单位符号，是电流

强度的单位符号，……

20=__________=__________100=__________=__________500=___________除以上长度单位以外，在天文学中常用光年、天

文单位来做长度单位。1光年是指光在真空中以米/秒的速度经过1年所走过的距

离，约等于9460730472580800米。

1天文单位（AU ）是指地球到太阳

的平均距离，约为米。请思考：天文望远镜可以看到200亿光年以外的星星，那我们看到的光岂不是来自200亿年前？我们看到的星星的样子是200亿年前样子？我们仰望星空，看到的岂不是不同时间和空间的一个大拼盘？

在描述原子大小时，我们经常用到一个单位是埃

格斯特朗（简称埃），10埃=1纳米。

在国外，英尺是很

nm m km dm cm mm m μnm F A mF F F

μmA A A

μg kg

8103⨯11

10496.1

⨯

常用的长度单位，1英尺=0.3048米。我们生活中还有很多常用的长度单位，例如寸、尺、丈。1米=3寸，丈=10尺=100寸

例1．(1999年河南赛区试题)某

同学以自己一只铅笔的长度为单

位长度，即发明了一个新的长度

单位“铅笔长”，他用这支铅笔测

得一个桌子的长度为这支铅笔长

度的5．6倍，则桌子的长度应记

作 ____________．

面积的国际单位是平方米（）。我们在丈量土地时，会用到公亩(are)和公顷

(Hectare)这两个面积单位。

2

m 2

62422262101010101mm cm dm km m ====-

1公顷=100公亩=10000平方米

体积的国际单位是立方米（）。某容器所能容纳物体的体积叫做这个容器的容积。固体的容积单位与体积单位相同，而液体和气体的容积单位一般用升（）、毫升（）。 1．2．时间和时间单位在国际单位制中，时间的单位是秒(s)。在生活中

我们还会用到小时(h)、分(min)、毫秒(ms)等时间单位。

1h =60min =3600s 1 min =60s 1s ＝1000ms

3

m 39363331010101mm cm dm m ===L mL 311dm L =3

11cm

mL =我们汉朝的1尺合23.1cm ，史书

一些长度和距离

（单位：米）

原子半径：

1010)35.0(-⨯-人头发的直径：

约510

7-⨯一张纸的厚度：

约410-我国铁道的标准

轨距：435

.1珠穆朗玛峰海拔高度：43.8848地球半径：

104.6⨯地球到月球的距

离：10

8.3⨯太阳半径：10

7⨯银河系半径：9106⨯

单位换算

________ _____________ ______1．3．质量和质量单位

物体含有物质的多少叫做物体的质量(mass)。质

量是物体的一种属性,不因物体的位置、形状、状态、温度等因素而改变。在国际单位制中，质量的单位是千克（kg ）。在生活中我们还会用到小时吨（t ）、克（g ）等单位。

2．测量与误差

物理是一门实验学科，物理学的结论都是通过实

验或者是实验基础上的推理得到的。物理实验的最基本的内容就是测量。测量，是一个将待测的量与公认的标准量进行比较的过程。理论上，物理量的真实值是不能被直接测量到的，测量值与真实值的差异叫做误差。减小误差的方法很多，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值，这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值，改进测量仪器性能也可以减小误差。

误差和错误是不同的，误差不可避免；而错误可

以避免。

2．1．长度的测量

=224cm 2m =

min 48h =s m /2h km /=mL 63L

测量长度最常用的工具是刻度尺，测量较大长度时用钢尺或卷尺。当测量的精确程度要求较高时，可用游标卡尺(精确程度可达到0．02毫米)或螺旋测微器(也叫千分尺，精确程度可达到0.01毫米)。

刻度尺：

使用物理仪器的使用注意事项大多分3部分：

1、先看能不能用、好不好用（观察量程、最小刻度、零刻度线）；

2、该怎么用、不该怎么用（一定要正反两方面总结）；

3、怎么读数（估不估读？视线方向）。

刻度尺的使用注意事项:

1、使用前，首先看刻度尺的零刻度是否磨损，如已磨损则应重选一个刻度值作为测量的起点。

其次看刻度尺的量程（即测量范围）。原则上测长度要求一次测量，如果测量范围小于实际长度，势必要移动刻度尺测量若干次，则会产生较大的误差。

最后应看刻度尺的分度值（仪器上相邻两条刻度线之间代表的物理量，也叫最小刻度值、精确值）。分度值不仅反映了刻度尺不同的准确程度，而且还涉及到测量结果的有效性。量程和分度值应从实际测量要求出发兼顾选择。

2、尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜；尺