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111力学单位制本节要求我们认识物理学中的单位制，知道国际基本单位和导出单位，一般的计算中用国际基本单位。一、学法指导 （一） 几个概念 （1） 基本单位：选定的几个基本物理量（力学中选长度、质量、时间）的单位。（2） 导出单位：由基本物理量和物理公式推导出来的物理量的单位。力学中的国际基本单位基本单位及符号导出量及其单位物理量符号导出量单位长度m速度m/s质量kg加速度m/s2时间s力N（3） 单位制：由基本单位和导出单位一起组成单位制。（二） 国际单位制的墓本单位：国际单位制由7个基本单位，,2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成，其中与力学有关的基本单位有三个，它们是米、千克、秒。其它与力学有关的物理量单位都可以由这三个基本单位导出。国际基本单位物理量及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电流强度I安（培）A热力学温度T开（尔文）K物质量M摩（尔）mol发光强度L坎（德拉）cd（三） 选“kg、m、s”作为力学中的基本单位的原因作为基本单位，选定的原则是：（1）这些物理量在力学中有最基本的地位，（2）用这些物理量做基本单位后，可使基本单位的数目最少。因为力学是研究物体运动变化过程中力与运动的关系的，因此联系物体自身属性的量（质量）和反映空间尺度的量（长度）以及时间必然与物体受力后的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。事实也表明，用这三个量做基本单位，可使力学的基本单位数目变得最少，所以在力学中规定，m，kg，s为国际单位制的基本单位。（四） 单位制在物理计算中的作用 单位制的建立，是为了测量、比较物理量的大小。物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。 在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必一一写出各个量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可。计算前注意先要把各已知量的单位统一为同一单位制中的单位。在物理计算中，一般采用。二、例题分析【例1】下列说法中正确的是（ ）A在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位B因为力的单位是牛顿，而1Nl kg，所以牛顿是个导出单位C各物理量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位D物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系【解析】“力”虽然是力学中一个最基本的棍念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位。力学中的基本单位是千克、米、秒，其他皆为导出单位。物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量之间的单位关系。已知量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位，单位制在力学计算中的意义正在于此。 【答案】B C D评注：明确基本单位和导出单位，以及单位制在计算中的意义是解本题的关健。【例2】一物体在2 N的力作用下，产生l 0 c的加速度，求物体的质量。对这道题，以下计算中单位的运用正确、简洁而又规范的是（ ）Am Bm = Cm20kg Dm=20kg【解析】本题考查了单位制的应用。在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算，带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确，也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知童的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中A, C均错，B项解题过程正确，但不简洁，只有D项运算正确，且简洁而又规范。 【答案】D评注：在物理计算中，物理量利用国际单位制中的单位，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必写出各个量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可。这样可使计算简洁而又规范。三、跟踪训练1单位制是由_和_所组成的一系列完整的单位制。其中基本单位是可以任意选定的，_则是由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取的不同，组成的单位制也就不同。2国际单位制由_个基本单位、_个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成。其中与力学有关的基本单位有三个：长度单位一一米（m）、质量单位一一千克（kg）和_( ）。其它与力学有关的物理量的单位都可以由这三个基本单位导出。3国际单位制体现单位的一贯性，即在国际单位制中，对于所有的_，当按一定的定义方程式从基本单位或辅助单位导出时，它们的系数都是_，而且所有的国际单位在运算过 程中的系数也都是_，从而使运算简化。4物理公式在确定物理量间数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系，下面给出的关系式中，L是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量都是国际单位制单位，试判 断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称：（1） ，单位_，物理量名称_；（2） ，单位_，物理量名称_。5现有下列的物理量或单位，按下面的要求选择填空A密度 B米秒 C牛 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，作为基本单位的相应物理量有_；（3） 在国际单位制中，力学单位制的基本单位有属于导出单位的是_。6下列单位与“牛顿”等价的有（ ）A. kg BJ/m C. kgm/s D. m2/ (kg s)7下列说法中正确的是（ ）A单位制中的导出单位可以用基本单位来表达B在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位C在国际单位制中，力的单位采用“牛”是为使牛顿第二定律公式中的比例系数k1D1 kg质量约为9.8N8测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”,可用下列哪一组仪器（ ）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9一声音在某种气体中的速度表达式，可以只用气体的压强P，气体的密度和没有单位的比例常数k来表示，根据上述情况，判断下列声音在该气体中的速度表达式中肯定错误的是（ ）A B C D10下列单位与“帕”等价的有（ ）AN/m2 BJ/m3 Ckg/(S2m) DWs/m311一列车质量为103t，机车牵引力为3.5 x 105N,运动中所受阻力为车重的0.01倍，列车由静止开始到速度变为180km/h需要多少时间？此过程中前进了多少km?( g取l0）12如图4-91所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.Okg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为ION。（取g l0）(1)若传感器a的示数为14N、b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度大小和方向。图4-91(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零。参考答案：力学单位制1、基本单位，导出单位，导出单位 2、7，2，时间单位，秒（s） 3、导出单位, 1, 1 4、(1) s , 时间（2）N，力 5、(1) ADEHI(2) EHI (3) FJH , BC 6、AB 7、AC 8、D 9、ABD 10、ABCD 11、t=200s , s=5km 12、(1) 方向向右(2) 方向向左111
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