高中物理必修第一冊(cè)(人教版)學(xué)生用書-第四章-4-力學(xué)單位制

4.力學(xué)單位制新課程標(biāo)準(zhǔn)1．知道國(guó)際單位制中的力學(xué)單位．2．了解單位制在物理學(xué)中的重要意義．核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念知道單位制、基本單位、導(dǎo)出單位的確切含義，知道力學(xué)三個(gè)基本物理量和基本單位．科學(xué)思維可以利用公式、國(guó)際單位制進(jìn)行科學(xué)推理，得出導(dǎo)出單位，會(huì)用量綱法分析、解決問題．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任規(guī)范使用物理單位和表示方法，形成遵守規(guī)范的意識(shí)．必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、基本單位1．基本量被選定的能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的________的一些物理量，如力學(xué)中有長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間．2．基本單位：所選定的________的單位．在力學(xué)中，選定________、________和________這三個(gè)物理量的單位為基本單位．長(zhǎng)度的單位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等．質(zhì)量的單位有克(g)、千克(kg)等．時(shí)間的單位有秒(s)、分鐘(min)、小時(shí)(h)等．3．導(dǎo)出單位由基本量根據(jù)________推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位，例如速度的單位“米每秒”(m/s)、加速度的單位“米每二次方秒”(m/s2)、力的單位“牛頓”(kg·m/s2).4．單位制：________單位和________單位一起組成了一個(gè)單位制．【提升】二、國(guó)際單位制1．國(guó)際單位制：1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂的一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制．2．國(guó)際單位制中的基本量國(guó)際單位制中選定________、________、________、電流(I)、熱力學(xué)溫度(T)、物質(zhì)的量(n)、發(fā)光強(qiáng)度(I)七個(gè)量為基本量．3．國(guó)際單位制中的力學(xué)基本單位長(zhǎng)度l，單位：________；質(zhì)量m，單位：________；時(shí)間t，單位：________．【情境思考】運(yùn)動(dòng)員的最快速度可以達(dá)到10m/s，某人騎電動(dòng)車的速度為35km/h.思考：10m/s與35km/h大小關(guān)系如何？答：關(guān)鍵能力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點(diǎn)一單位制的理解導(dǎo)學(xué)探究下面這些儀器所測(cè)物理量的國(guó)際制單位是什么？答：歸納總結(jié)1.國(guó)際單位制中的七個(gè)基本量和相應(yīng)的基本單位物理量名稱物理量符號(hào)單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時(shí)間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n，(v)摩[爾]mol發(fā)光強(qiáng)度I，(Iv)坎[德拉]cd2.單位制的理解(1)單位制是為了測(cè)量、比較物理量的大小而建立的．物理公式在確定了物理量數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系．(2)基本單位和導(dǎo)出單位組成了單位制．基本單位是可以任意選定的，由于基本單位選取的不同，組成的單位制也就不同．典例示范例1(多選)下列說法正確的是()A．物理學(xué)公式在確定物理量數(shù)值關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量單位間的關(guān)系B．力學(xué)中所選定的基本量有力、質(zhì)量、時(shí)間C．基本量的單位叫作基本單位D．由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位叫作導(dǎo)出單位針對(duì)訓(xùn)練1(多選)關(guān)于下面的物理量和單位：①密度，②牛，③米每秒，④加速度，⑤長(zhǎng)度，⑥質(zhì)量，⑦千克，⑧時(shí)間．說法正確的是()A．屬于國(guó)際單位制中基本單位的是①⑤⑥⑧B．屬于國(guó)際單位制中基本單位的是⑦C．屬于國(guó)際單位的是②③⑦D．屬于國(guó)際單位的是④⑤⑥針對(duì)訓(xùn)練2(多選)關(guān)于國(guó)際單位制，下列說法正確的是()A．國(guó)際單位制是世界各國(guó)統(tǒng)一使用的一種通用的單位制B．各國(guó)均有不同的單位制，國(guó)際單位制是為了交流方便而采用的一種單位制C．國(guó)際單位制是一種基本的單位制，只要在物理運(yùn)算中各物理量均采用國(guó)際單位制中的單位，則最后得出的結(jié)果必然是國(guó)際單位制中的單位D．國(guó)際單位制中的基本單位的物理量是長(zhǎng)度、能量、時(shí)間探究點(diǎn)二單位制的應(yīng)用歸納總結(jié)1.簡(jiǎn)化計(jì)算過程的單位表達(dá)：在解題計(jì)算時(shí)，已知量均采用國(guó)際單位制，計(jì)算過程中不用寫出各個(gè)量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可．2．推導(dǎo)物理量的單位：物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，同時(shí)也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位．3．判斷比例系數(shù)的單位：根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無(wú)單位，如公式F＝kx中k的單位為N/m，F(xiàn)f＝μFN中，μ無(wú)單位，F(xiàn)＝kma中k無(wú)單位．4．比較物理量的大?。罕容^某個(gè)物理量不同值的大小時(shí)，必須先把它們的單位統(tǒng)一，再根據(jù)值來(lái)比較．典例示范例2在解一道文字計(jì)算題(由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題)時(shí)，一個(gè)同學(xué)解得x＝F2m(t1＋t2)，x是位移，F(xiàn)是力，m是質(zhì)量，t1、t2是時(shí)間．用單位制的方法檢驗(yàn)，這個(gè)結(jié)果(A．可能是正確的B．一定是錯(cuò)誤的C．如果用國(guó)際單位制，結(jié)果可能正確D．用國(guó)際單位制，結(jié)果錯(cuò)誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確例3質(zhì)量為10g的子彈，以300m/s的水平初速度射入一塊豎直固定的木板，把木板打穿，子彈射出的速度是200m/s.若木板厚度為10cm，求子彈對(duì)木板的平均作用力．小明同學(xué)的解法如下：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：va＝v2-v022x＝2002-由牛頓第二定律：F＝ma＝10×(－2.5×103)N＝－2.5×104N.你同意他的解法嗎？不同意的話給出正確解法．針對(duì)訓(xùn)練3在國(guó)際單位制中，力的單位是“牛頓”，下列用基本單位表示“牛頓”正確的是()A．kg·m/s2B．m/s2C．kg·m/sD．m/s評(píng)價(jià)檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.新型冠狀病毒在顯微鏡下的形狀如圖所示，他的大小在納米的數(shù)量級(jí)下，根據(jù)我們高中所學(xué)內(nèi)容，下列單位屬于國(guó)際基本單位的是()A．長(zhǎng)度B．mC．nmD．cm2．[2022·河北秦皇島第五中學(xué)高一期末]下列各組物理量中，全是國(guó)際單位制中力學(xué)基本物理量的是()A．長(zhǎng)度、力、質(zhì)量B．長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量C．米、牛頓、千克D．米、秒、千克3．初中物理課中我們學(xué)習(xí)過一個(gè)重要的物理量“壓強(qiáng)”，它的單位是“帕斯卡”，符號(hào)“Pa”，以下用國(guó)際單位制中基本單位表達(dá)“帕斯卡”正確的是()A．kg/(s2·m)B．kg/(s2·m3)C．kg·m3/s2D．kg·m/s24．[2022·山東寧陽(yáng)一中高一月考]2020年11月24時(shí)30分，我國(guó)在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器，火箭飛行約2200秒后順利將探測(cè)器送入預(yù)定軌道，開啟我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅．在這則新聞中，以下判斷正確的是()A．新聞中涉及的單位“年”是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位B．“千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，“牛頓”是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位C．秒是國(guó)際單位制中力學(xué)三個(gè)基本物理量之一D．所有的物理量都有單位5．(多選)用國(guó)際單位制驗(yàn)證選項(xiàng)中的表達(dá)式，可能正確的是()A．x＝at(x為位移、a為加速度、t為時(shí)間)B．a(chǎn)＝μg(a為加速度、μ為動(dòng)摩擦因數(shù)、g為重力加速度)C．F＝mvR(F為作用力、m為質(zhì)量、v為速度、R為半徑D．v＝gR(v為速度、R為半徑、g為重力加速度)4．力學(xué)單位制必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、1．單位2．基本量長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間3．物理關(guān)系4．基本導(dǎo)出二、2．長(zhǎng)度(l)質(zhì)量(m)時(shí)間(t)3．mkgs情境思考：提示：10m/s＝36km/h>35km/h，所以運(yùn)動(dòng)員的速度較大．關(guān)鍵能力·合作探究探究點(diǎn)一提示：牛頓秒米千克【例1】【解析】A對(duì)：物理量通常是由數(shù)值和單位組成的(少數(shù)物理量例外，如動(dòng)摩擦因數(shù)無(wú)單位)，所以物理學(xué)公式在確定物理量數(shù)值關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量單位間的關(guān)系．B錯(cuò)：力是導(dǎo)出量．C對(duì)：基本量的單位叫作基本單位．D對(duì)：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位叫作導(dǎo)出單位．【答案】ACD針對(duì)訓(xùn)練1解析：注意物理量的名稱與單位名稱的區(qū)別及國(guó)際單位與國(guó)際單位制中的基本單位的區(qū)別．密度、加速度、長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間不是單位的名稱，而是物理量的名稱．千克是國(guó)際單位制中的基本單位，牛、米每秒是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位，都屬于國(guó)際單位．故答案為B、C.答案：BC針對(duì)訓(xùn)練2解析：為了運(yùn)算的簡(jiǎn)捷，交流方便，各國(guó)都要統(tǒng)一采用通用單位制，這就是國(guó)際單位制，故選項(xiàng)A、B正確；只要運(yùn)算過程中各量均采用國(guó)際單位制中的單位，最終得到的結(jié)果也必然是國(guó)際單位制中的單位，這是國(guó)際單位制的又一重要作用，故選項(xiàng)C正確；國(guó)際單位制中規(guī)定基本單位的物理量中沒有“能量”，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：ABC探究點(diǎn)二【例2】【解析】等號(hào)右邊的單位為Nkg·s＝kg·ms2·s【答案】B【例3】【解析】不同意，原因是單位未統(tǒng)一到同一單位制中，正確解法如下：x＝10cm＝0.1m，m＝10g＝10－2kg，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：v2-v02＝2ax得：a＝v2由牛頓第二定律：F＝ma＝10－2×(－2.5×105)N＝－2.5×103N.負(fù)號(hào)表示與速度反向．【答案】見解析針對(duì)訓(xùn)練3解析：“牛頓”這個(gè)單位是由牛頓第二定律定義的，即F＝ma，所以1N＝1kg·1m/s2＝1kg·m/s2，故A項(xiàng)正確．答案：A評(píng)價(jià)檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．答案：B2．解析：國(guó)際單位制中長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量是力學(xué)中基本物理量．答案：B3．解析：壓強(qiáng)p＝FS，得1Pa＝1N/m2＝1kg/(m·s2)答案：A4．解析：“年”是時(shí)間的一個(gè)單位，但不是國(guó)際單位制中的單位，A項(xiàng)錯(cuò)誤；“千克米每二次方秒”是由F＝ma推導(dǎo)出來(lái)的，是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位，為了紀(jì)念牛頓把它定義為“牛頓”，B項(xiàng)正確；國(guó)際單位制中力學(xué)三個(gè)基本物理量是長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間，秒是時(shí)間的單位，不是物理量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；并不是所有物理量都有單位，如前面學(xué)過的動(dòng)摩擦因數(shù)就沒有單位，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B5．解析：x為位移，國(guó)際單位是m，a為加速度，國(guó)際單位是m/s2，t為時(shí)間，國(guó)際單位是s，所以at的國(guó)際單位是m/s，所以x＝