
計量一頭大象的質(zhì)量時常用噸(t)做單位,但在計量人的質(zhì)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(xué)習(xí)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(guī)則嗎?
《說文》:“斤,斫(zhu)木斧也?!? 人們常常借用斧的重量作為一個單位,與其他交換物相比較從事交易活動,后來,斧便逐漸地過渡為一個重量單位——斤
秦始皇詔文權(quán)
通高5.3cm,徑4.7cm,重260g
各個國家、地區(qū)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=7.62cm;在荷蘭,1掌尺=10cm;英尺是8世紀(jì)英王的腳長,1英尺=0.3048m。10世紀(jì)時英王埃德加把自己大拇指關(guān)節(jié)間的距離定為1英寸,1英寸=2.54cm。這位君王還別出心裁,把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離91cm定為1碼, 1碼=91cm.
我國,從秦朝至清末的2000多年間,我國的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的變化,其差距相當(dāng)懸殊。
20世紀(jì)末美國曾發(fā)射一個火星探測器, 在設(shè)定環(huán)繞軌道半徑時,沒有進(jìn)行單位換算,導(dǎo)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 .
一次因單位失誤而導(dǎo)致的事故
需要制定國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)
一個單位問題引發(fā)的事故
1999年9月23日:1998年12月美國發(fā)射的火星氣候探測器與地面失去聯(lián)系
火星大氣層的最小安全距離: 大約 85km~100km, 預(yù)定140km~150km。 實際:探測器距火星表面最近僅57km。 探測器在火星大氣中被燒毀。
1999年9月30日的調(diào)查報告:造成飛行高度太低的原因是公制和英制的轉(zhuǎn)換問題!
洛克希德馬丁公司提供資料,以便噴射推進(jìn)實驗室每天兩次啟動小推進(jìn)器,來調(diào)整太空船的航向。導(dǎo)航員認(rèn)為啟動小推進(jìn)器的力是以公制的“牛頓”為單位,不料這些資料卻是以英制的“磅”為單位,結(jié)果導(dǎo)致太空船的航向出現(xiàn)微小偏差。日積月累,終于差之毫厘,謬以千里。
錢縮水了!把陳景潤逼瘋了,高級數(shù)學(xué)題:
解:因為1元=100分 =10分×10分 =1角 ×1角 =0.1元×0.1元 =0.01元 =1分證明完畢。
陳景潤哭了,很多老百姓都哭了…因為,毫無破綻,稀里糊涂地錢就毛了……
物理學(xué)的關(guān)系式:確定了物理量間的關(guān)系,確定了物理量的單位間的關(guān)系。
物理量具有明確的定義和物理意義,可以用不同的方法測量,測量的結(jié)果用數(shù)值和相應(yīng)的單位來表示。
基本量:被選定的物理量
基本單位:基本量的單位
作用:利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位。
導(dǎo)出單位:導(dǎo)出物理量的單位。
導(dǎo)出量:由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量
速度: v = 10 m/s
加速度:a = 5 m/s2
力: F =20 N
位移(長度x)和時間t
由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制。
1960年第11屆國際計量大會制定了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制,叫做國際單位制,簡稱SI。
在力學(xué)中,國際單位制規(guī)定: 長度、質(zhì)量、時間為基本量米(m)、千克(kg)、秒(s)為基本單位
、 cm/s2 ……
、g 、mg 、t …
、 km/h ……
國 際 單 位 制
、km 、cm 、mm…
單 位 制
除了SI單位制,還有厘米·克·秒單位制
國際單位制中的基本單位:
常用的力學(xué)量的SI單位(導(dǎo)出單位)
1Pa=1kg/(m·s2)
1J=1kg·m2/s2
1W=1kg·m2/s3
1.組合單位的漢文名稱與其符號表示的順序一致.在只有名稱而不出現(xiàn)符號的場合,名稱的順序應(yīng)該與有符號的情況下一致.如單位由相乘構(gòu)成,無論是否使用乘的符號,名稱中無對應(yīng)“乘”的詞,符號中的除(斜線和出現(xiàn)的負(fù)指數(shù)),名稱中對應(yīng)的詞為“每”字,“每”字只出現(xiàn)一次而與分母中的單位多少無關(guān).2.例如:力矩的SI單位名稱為“牛頓米”(因其符號為N·m) 密度的SI單位名稱為“千克每立方米”(因其符號為kg/m3)
【例題】一個靜止在光滑水平面上的物體,質(zhì)量是7kg,在14N的水平恒力作用下,5s末的速度是多大?5s內(nèi)通過的位移是多大?
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(guān)系上看,這個公式肯定是錯誤的。她的根據(jù)是什么?
兩個物體的長度分別是1.60和150,你能說出哪個物體更長嗎?提示:很難說明。我們在對物理量進(jìn)行描述時,除了有數(shù)字外,還必須有單位。要想比較物理量的大小必須加上單位。
力學(xué)國際單位制(SI)在解題中應(yīng)用的優(yōu)點
1.在解題計算時,已知量均采用國際單位制,計算過程中不用寫出各個量的單位,只要在式子末尾寫出所求量的單位即可.2.物理公式既反映了各物理量間的數(shù)量關(guān)系,同時也確定了各物理量的單位關(guān)系.因此,在解題中可用單位制來粗略判斷結(jié)果是否正確,如單位制不對,結(jié)果一定錯誤.
(簡化計算過程的單位表達(dá))
解:因為1元=100分 =10分×10分 =1角 ×1角 =0.1元×0.1元 =0.01元 =1分證明完畢。
錢到底縮水了沒有?問題到底出在哪個地方?給出正確的計算推理過程
『判一判』(1)物理量的單位均可以互相導(dǎo)出。( )(2)一個物理量的單位若用兩個或兩個以上的基本單位的符號表示,這個物理量的單位一定是導(dǎo)出單位。( )(3)一般來說,物理公式主要確定各物理量之間的數(shù)量關(guān)系,并不一定同時確定單位關(guān)系。( )(4)空氣對運動物體的阻力正比于其速度,即f=kv,其中k沒有單位。( )
【例題】(多選)(2020·河北省唐山一中高一上學(xué)期期中)關(guān)于力學(xué)單位制說法中正確的是( )A.kg、J、N是導(dǎo)出單位B.kg、m、s是基本單位C.在國際單位制中,質(zhì)量的基本單位是kg,也可以是gD.在國際單位制中,牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma
解析:kg是質(zhì)量的單位,它是基本單位,所以A錯誤;三個力學(xué)基本物理量分別是長度、質(zhì)量、時間,它們的單位分別為m、kg、s,所以B正確;g也是質(zhì)量的單位,但它不是質(zhì)量在國際單位制中的單位,所以C錯誤;牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma,是在其中的物理量都取國際單位制中的單位時得出的,所以D正確。
【例題】轎車的加速度大小是衡量轎車加速性能的一項重要指標(biāo).近年來,一些高級轎車的設(shè)計師在關(guān)注轎車加速度的同時,提出了一個新的概念,叫作“加速度的變化率”,用“加速度的變化率”這一新的概念來描述轎車加速度隨時間變化的快慢,并認(rèn)為,轎車的加速度變化率越小,乘坐轎車的人感覺越舒適.下面四個單位中,屬于加速度變化率的單位是( )A.m/s B.m/s2 C.m/s3 D.m2/s3
加速度的變化率表示的是加速度變化的快慢,所以加速度的變化率應(yīng)該等于加速度的變化量與對應(yīng)時間的比值,而加速度的單位是m/s2,所以加速度的變化率的單位應(yīng)該是m/s3,所以C正確.
【例題】現(xiàn)有以下一些物理量和單位,按下面的要求選擇填空。A.密度 B.米/秒 C.牛頓 D.加速度 E.質(zhì)量 F.秒 G.厘米 H.長度 I.時間 J.千克(1)屬于物理量的有 。(2)在國際單位制中,被選定的基本量有 。(3)在國際單位制中的基本單位有 ,屬于導(dǎo)出單位的有 。(均選填字母的代號)
解析:(1)此題中給定的選項內(nèi),屬于物理量的有密度、加速度、質(zhì)量、長度、時間,故此空填A(yù)、D、E、H、I。(2)此題中給定的選項內(nèi),在國際單位制中,被選定的基本量有質(zhì)量、長度、時間,故此空填E、H、I。(3)此題中給定的選項內(nèi),在國際單位制中是基本單位的有秒、千克,屬于導(dǎo)出單位的有米/秒、牛頓,故第一個空填F、J,第二個空填B、C。
1、米(m) 2、千克(Kg) 3、秒(S) 4、安培(A) 5、開爾文(K) 6、坎德拉(cd)7、摩爾(ml)
力學(xué)單位制中的三個基本單位
由基本單位推導(dǎo)出來的單位叫導(dǎo)出單位
m/s、m/s2、 N、kg/m3 kg.m/s、kg.m2/s2、N.s
國際單位制(簡稱SI單位制)
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