第4節力學單位制導學案【學習目標】1.知道力學中的幾個基本物理量：質量、時間、長度，以及它們的基本單位：千克、秒、米。2.知道力學中其他物理量的單位都是可以用基本單位導出，并會推導。3.知道單位制和國際單位制。能通過物理量的定義和推導過程掌握各物理量的國際單位制單位。4.知道物理運算過程中單位的規范使用和表示方法。【學習重難點】 1.基本量與基本單位（重點）2.導出量和導出單位（重點）3.應用單位制對結果進行檢驗（難點）【知識回顧】1.牛頓第二定律及其表達式(1)內容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成，跟它的質量成，加速度的方向跟作用力的方向。(2)表達式：F＝，k是比例系數，F是物體所受的。2.力的單位(1)比例系數k的意義：F＝kma中k的數值由F、m、a三個物理量的單位共同決定，若三量都取國際單位，則k＝1，所以牛頓第二定律的表達式可寫成F＝。(2)力的單位：，符號是N。(3)1N的物理意義：使質量為1kg的物體產生1m/s2的加速度的力，稱為1N，即1N＝。【自主預習】一、基本單位1.物理關系式的功能：物理學的關系式在確定了物理量之間的關系時，也確定了物理量的之間的關系。2.基本量與基本單位：只要選定幾個物理量的，就能夠利用物理量之間的關系出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作，它們相應的單位叫作。3.導出量與導出單位：由基本量根據推導出來的其他物理量叫作，推導出來的相應單位叫作。二、國際單位制1.單位制：單位和單位一起組成了單位制。2.國際單位制：是一種國際通用的、包括一切領域的。3.國際單位制中的七個基本物理量和相應的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度lm質量m(公斤)kg時間ts電流I安[培]A熱力學溫度T開[爾文]K發光強度I，(Iv)坎[德拉]cd物質的量n，(ν)摩[爾]mol【課堂探究】1.背景材料（中國）（1）戰國時期，各國度量衡的標準不一，給工商業發展帶來很大不便。商鞅變法前，秦國各地度量衡不統一。為了保證國家的賦稅收入，制造標準的度量衡器，要求全國統一施行。從“商鞅量”中得知，商鞅規定的1標準尺約合今0.23公尺，1標準升約合今0.2公升。由量器及其銘文可知，當時統一度量衡一事是十分嚴肅認真的。商鞅還統一了斗、桶、權、衡、丈、尺等度量衡。要求秦國人必須嚴格執行，不得違犯。（2）我國亦有“伸掌為尺”的說法。三國時期王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋。”兩臂伸開長八尺，就是一尋；從秦朝至清末的2000多年間，我國的“尺”竟由1尺相當于0.2309m到0.3558m的變化，其差距相當懸殊。（3）1930年代，南京國民政府為了與國際接軌，并統一中國度量衡制度，解決不同地區之間度量衡差異給經濟發展帶來的障礙，促進經濟發展，進行了度量衡改革。為滿足廣大人民群眾的習慣需要，將“庫平營造制”改革為“市制”，為與國際接軌，將“市制”與國際標準制方便換算。特將“一營造尺”改為“一市尺”，等于33.33厘米=0.3米；一公里等于二市里。“一庫平斤”改為“一市斤”等于500克=0.5公斤。因此，我們可以認為，在1950年之時，一米等于3市尺。但是由于眾所周知的原因，南京國民政府的改革度量衡制度并不是很徹底，在很多地方，由于政令不一，各種度量衡的計算單位仍在混用。這種情況一直到中華人民共和國建立之后，1959年國務院下達《關于統一我國計量制度的命令》后才得到徹底的改觀。2.背景材料（歐洲）各個國家、地區以及各個歷史時期，都有各自的計量單位。以長度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計量單位，稱為掌尺。在英國，1掌尺相當于7.62cm；在荷蘭，1掌尺相當于10cm；英尺是8世紀英王的腳長，1英尺等于0.3048m。10世紀時英王埃德加把自己大拇指關節間的距離定為1英寸，1英寸等于2.54cm。這位君王又別出心裁，想出了“碼”這樣一個單位。他把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離——91cm，定為1碼。3.背景材料（美國）20世紀末美國曾發射一個火星探測器,在設定環繞軌道半徑時，沒有進行單位換算，導致探測器離火星過近,溫度過高而起火，隨后脫離軌道墜入火星的大氣層。致使美國損失價值1.25億美元的火星探測器。思考與討論：計量一頭大象的質量時常用噸（t）做單位，但在計量人的質量時卻用千克（kg）做單位。自由落體加速度g的單位是米每二次方秒（m/s2），在初中學習時，g的單位曾用牛頓每千克（N/kg）。這些單位的使用有什么規則嗎？基本單位只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關系推導出其他物理量的單位。1.這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫；長度：、km、cm時間：、min、hour質量：、g、mg2.由基本量根據物理關系推導出來的其他物理量的單位叫做。速度：、km/h加速度：、cm/s2力：、kg·m/s2密度：、g/cm33.由基本單位和導出單位一起組成。二、國際單位制（一）國際單位制如果采用不同的物理量作為基本量，或者雖然采用相同的基本量，但采用的基本單位不同，導出單位自然隨之不同，從而產生不同的單位制。不同的地區使用不同的單位制，不方便交流。1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領域的單位制，叫作,簡稱SI。在力學范圍內，規定、、為三個基本量，對熱學、電磁學、光學等學科，除了上述三個基本量和相應的基本單位外，還要加上另外四個基本量和它們的基本單位，才能導出其他物理量的單位。（二）七個基本物理量和相應的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l質量m時間t電流I熱力學溫度T發光強度I，(Iv)物質的量n，(ν)（三）典例突破【例題】一個靜止在光滑水平面上的物體，質量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s內通過的路程是多大？思考與討論：小剛在課余制作中需要計算圓錐的體積，他從一本書中查得圓錐體積的計算公式為：小紅說，從單位關系上看，這個公式是錯誤的。她的根據是什么？（四）基本單位的定義(1)秒的定義：銫133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9192631770個周期的持續時間為1s。現在測量時間的最精準儀器是原子鐘。(2)米的定義：光在真空中時間間隔所經路徑的長度。(3)千克的定義：國際千克原器的質量為1千克。國際千克原器是1889年第一屆國際計量大會批準制造的，它是一個用鉑銥合金制成的圓柱體，高度和直徑均為39mm。2018年，第26屆計量大會決定，千克由普朗克常量h及米和秒定義，1kg＝h/6.62607015×1034m2·s1課堂小結：【自我測評】1．物理學的關系式在確定了物理量之間的關系時，也確定了物理量單位之間的關系，因此，只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關系推導出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本量，它們相應的單位叫做基本單位。下列各組選項中均屬于力學中基本量的是（

）A．千克、米、秒 B．米、千克、牛頓 C．質量、時間、長度 D．位移、速度、時間2．下列器材中，不是測量國際單位制中力學基本量的工具的是（）A．天平 B．彈簧測力計C．秒表 D．刻度尺3．2020年7月26日，我國水陸兩棲飛機“龍”AG600安全飛行約28分鐘，實現海上首飛成功.該機機長37米，最大起飛重量53.5噸.在這則新聞中涉及了質量、長度和時間及其單位，在國際單位制中，下列說法中正確的是（）A．秒是國際單位制中力學三個基本物理量之一B．“千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，所以“牛頓”是國際單位制中的基本單位C．新聞中涉及的“28分鐘、37米和53.5噸”中，只有米是國際單位制中的基本單位D．兩個或更多的符號表示的單位一定是導出單位4．某文獻中出現的單位“m/s3”與以下哪個物理量隨時間的變化率有關（）A．速度 B．加速度 C．位移 D．力5．磁懸浮列車高速運行時，受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，即，則比例系數k的單位是（）A．kg/m B．C． D．6．楊氏模量是描述固體材料抵抗形變能力的物理量。若E表示楊氏模量，彈性體原長為，形變量為，橫截面積為S，所受壓力為F，則有。在國際單位制中，E的單位為（）A． B．C． D．7．勻強電場中有一與電場垂直的平面，面積為S，該電場的電場強度隨時