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第4节力学单位制

知识纲要导引

核心素养目标

(1)知道基本单位、导出单位和单位制，知道力学中的三个基本单位．

(2)会根据物理关系式确定物理量的单位，学会用单位制判断一个表达式的正误．

(3)能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位．

(4)明确单位制在科学科研和生活中的作用.

知识点一基本量、基本单位和导出单位

1．基本量：在物理学中，选定几个物理量的单位，就能利用物理量之间的关系推导出其他物理的单位，这些被选定的物理量叫基本量．

区分物理量及其单位：

如：质量——物理量；

M(或m)——符(代)号；

kg——单位．

2．基本单位和导出单位：

两种单位

定义

举例

基本单位

被选定的基本量的单位

在力学中被选定为基本量的是长度、质量和时间，它们的国际制单位是米、千克、秒

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

在力学中，由三个基本单位推导出的单位主要有速度、加速度、力、压强、密度、功和功率、动能、势能等

知识点二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：国际通用的，包括一切计量领域的单位制．

3．国际单位制中的七个基本物理量和相应国际单位制中的基本单位如表：

物理量名称

物理量符号

单位名称

单位符号

长度

l

米

m

质量

m

千克(公斤)

kg

时间

t

秒

s

电流

I

安[培]

A

热力学温度

T

开[尔文]

K

发光强度

Iv

坎[德拉]

cd

物质的量

n

摩[尔]

mol

4.在力学范围内，国际单位制中的基本量为：长度、质量和时间．相应的基本单位为：米(m)、千克(kg)和秒(s)．

(1)基本单位不一定是国际单位制单位，例如，km是基本单位而非国际单位制单位；

(2)国际单位制单位也可以是导出单位而非基本单位，例如，“N”是国际单位制单位，但不是基本单位．

核心一力学单位制的理解

1．力学中的单位制

2．物理量与物理单位：物理量是为了描述物理现象或规律而引入的，为了比较物理量的大小，或对“量”进行测量而建立了单位．如为了描述运动的快慢而引入了速度这个物理量，规定其单位为m/s后就可以比较速度的大小了．

单位是物理量的组成部分，有单位的物理量要注明单位，但并不是所有的物理量都有单位，如上一章学过的动摩擦因数μ就没有单位．

例1(多选)关于力学单位制，下列说法中正确的是()

A．kg、m/s、N是导出单位

B．kg、m、s是基本单位

C．在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kg

D．在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma

【解析】A错：m/s、N是导出单位，kg是基本单位．B对：kg、m、s是基本单位．C错：在国际单位制中，质量的单位是kg，不是g.D对：在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma.

【答案】BD

单位制的统一，为人们的生产、生活提供了方便，如同推广普通话，是为人们的沟通、交流提供明确的信息．

训练1[2019·杭州高一检测]关于国际单位制，下列说法错误的是()

A．国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制

B．各国均有不同的单位制，国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制

C．国际单位制是一种基本的单位制，只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位，则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位

D．国际单位制中的基本物理量是长度、能量、时间

解析：可通过以下表格对各选项逐一分析

选项

过程分析

结论

A

各国均有不同的单位制，国际单位制是为了方便交流而采用的一种单位制

√

B

√

C

国际单位制是一种基本的单位制，只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位，则最后得出的结果的单位必然是国际单位制中的单位

√

D

国际单位制中的基本单位对应的物理量是长度、时间和质量

×

答案：D

核心二物理量单位的推导

例2(多选)下列各式中能表示功的单位的是()

A．JB．N·mC．kg·m2/s3D．kg·m2/s2

【解析】A、B对：根据功的定义式W＝Fl可知，它的单位由力的单位和位移的单位组成，在国际单位制中，功的单位是J，力和位移的单位分别是N和m，故1J＝1N·m.D对：又由F＝ma，可知1N＝1kg·m/s2，所以1N·m＝1kg·m2/s2.

【答案】ABD

推导物理量的单位时，充分利用表示该物理量的相关公式进行推导分析．

训练2有研究发现，轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度．若引入一个新的物理量——加速度的变化率来表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位是()

A．m/sB．m/s2C．m/s3D．m2/s

解析：由题意可知，加速度的变化率为eq\f(Δa,Δt)，而加速度的变化量Δa的单位是m/s2，时间