【學習目標】
1.知道力學中的幾個基本物理量：質(zhì)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(guī)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(jié)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(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
(2)表達式：F＝kma，k是比例系數(shù)，F(xiàn)是物體所受的合力。
2.力的單位
(1)比例系數(shù)k的意義：F＝kma中k的數(shù)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＝ma。
(2)力的單位：牛頓，符號是N。
(3)1 N的物理意義：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力，稱為1 N，即1 N＝1kg·m/s2。
【自主預習】
一、基本單位
1.物理關(guān)系式的功能：物理學的關(guān)系式在確定了物理量之間的關(guān)系時，也確定了物理量的單位之間的關(guān)系。
2.基本量與基本單位：只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作基本量，它們相應的單位叫作基本單位。
3.導出量與導出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量叫作導出量，推導出來的相應單位叫作導出單位。
二、國際單位制
1.單位制：基本單位和導出單位一起組成了單位制。
2.國際單位制：是一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制。
3.國際單位制中的七個基本物理量和相應的基本單位
【課堂探究】
1.背景材料（中國）
（1）戰(zhàn)國時期，各國度量衡的標準不一，給工商業(yè)發(fā)展帶來很大不便。商鞅變法前，秦國各地度量衡不統(tǒng)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(tǒng)一施行。
從“商鞅量”中得知，商鞅規(guī)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(tǒng)一度量衡一事是十分嚴肅認真的。商鞅還統(tǒng)一了斗、桶、權(quán)、衡、丈、尺等度量衡。要求秦國人必須嚴格執(zhí)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?！眱杀凵扉_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(tǒng)一中國度量衡制度，解決不同地區(qū)之間度量衡差異給經(jīng)濟發(fā)展帶來的障礙 ，促進經(jīng)濟發(fā)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?！耙粠炱浇铩备臑椤耙皇薪铩钡扔?00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(wù)院下達《關(guān)于統(tǒng)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(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(guān)節(jié)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(fā)射一個火星探測器, 在設(shè)定環(huán)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(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(guī)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(guān)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，它們的單位叫基本單位；
長度：m、km、cm
時間：s、min、hur
質(zhì)量：kg、g、mg
2.由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量的單位叫做導出單位。
速 度：m/s、km/h
加速度：m/s2、cm/s2
力：N、kg·m/s2
密 度：kg/m3、g/cm3
3.由基本單位和導出單位一起組成單位制。
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(chǎn)生不同的單位制。不同的地區(qū)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(lǐng)域的單位制，叫作國際單位制,簡稱SI。
在力學范圍內(nèi)，規(guī)定長度、質(zhì)量、時間為三個基本量，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
（三）典例突破
【例題】 一個靜止在光滑水平面上的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？ 5s內(nèi)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(guān)系上看，這個公式是錯誤的。她的根據(jù)是什么？
（四）基本單位的定義
(1)秒的定義：
銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9192631 770個周期的持續(xù)時間為1 s?，F(xiàn)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(jīng)路徑的長度。
(3)千克的定義：
國際千克原器的質(zhì)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39 mm。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，1 kg＝h/6.62607015×10-34m2 ·s-1
課堂小結(jié)：
【自我測評】
1．物理學的關(guān)系式在確定了物理量之間的關(guān)系時，也確定了物理量單位之間的關(guān)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(guān)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(zhì)量、時間、長度D．位移、速度、時間
【答案】C
【詳解】長度、質(zhì)量、時間是國際單位制中三個力學基本物理量，國際單位分別是米、千克、秒，故C正確，ABD錯誤。故選C。
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
【答案】B
【詳解】國際單位制中，力學中的三個基本量是長度、質(zhì)量和時間，對應的基本單位是米、千克、秒。天平用來測量質(zhì)量，彈簧秤用來測量力，秒表用來測量時間，刻度尺用來測量長度，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。
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(xiàn)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(zhì)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
【答案】C
【詳解】A．秒是國際單位制中力學基本單位之一，不是物理量，故A錯誤；
B．“千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，所以“牛頓”是國際單位制中的導出單位，故B錯誤；
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，故C正確；
D．兩個或更多的符號表示的單位不一定是導出單位，如kg是基本單位，故D錯誤。故選C
4．某文獻中出現(xiàn)的單位“m/s3”與以下哪個物理量隨時間的變化率有關(guān)（ ）
A．速度B．加速度C．位移D．力
【答案】B
【詳解】加速度的國際單位為m/s2，可知該單位與加速度隨時間的變化率有關(guān)。故選B。
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(shù)k的單位是（ ）
A．kg/mB．
C．D．
【答案】A
【詳解】由 可得 力的單位為N，可得k的單位為kg/m。故選A。
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．
【答案】D
【詳解】根據(jù)題意可知則楊氏模量E的單位應為
故選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間的變化率為，靜電力常量為k，則對應物理量的單位是（ ）
A．歐姆B．伏特C．安培D．法拉
【答案】C
【詳解】根據(jù)電場的電場強度隨時間的變化率單位為；由可得靜電力常量單位為，故的單位為根據(jù)電流的定義式可知故對應物理量的單位是是安培。故選C。
8．劉老師給小朋友演示飛機模型AS-6的起飛過程，小朋友們都集中精力認真觀看。已知飛機模型AS-6在跑道上滑行的過程中獲得的升力F跟速度的三次方v3成正比，跟模型的總質(zhì)量m成反比。其表達式可寫為那么k的單位是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】因為v的單位是m/s，m的單位是kg，F(xiàn)的單位是N，則根據(jù)題意k的單位應該是
其中又因為所以k的單位可轉(zhuǎn)化為故A正確，BCD錯誤。故選A。
【學后反思】
本節(jié)課學習中，你有哪些收獲，還有哪些問題？
物理量名稱
物理量符號
單位名稱
單位符號
長度
l
米
m
質(zhì)量
m
千克(公斤)
kg
時間
t
秒
s
電流
I
安[培]
A
熱力學溫度
T
開[爾文]
K
發(fā)光強度
I，(Iv)
坎[德拉]
cd
物質(zhì)的量
n，(ν)
摩[爾]
ml
物理量名稱
物理量符號
單位名稱
單位符號
長度
l
米
m
質(zhì)量
m
千克(公斤)
kg
時間
t
秒
s
電流
I
安[培]
A
熱力學溫度
T
開[爾文]
K
發(fā)光強度
I，(Iv)
坎[德拉]
cd
物質(zhì)的量
n，(ν)
摩[爾]
ml

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