《dwj力学单位制》PPT课件.ppt

四 力学单位制,中加物理组,内容提要,1.什么是单位和单位制？ 中国古代的单位制 英制 米制 2.国际单位制 3.单位制在计算中的重要作用,1.什么是单位和单位制？,测量是将待测的量与一个选来作为标准的同类量进行比较，确定待测量是该同类标准量的多少倍的过程。,什么是单位？,选来作为标准的同类量称之为单位， 倍数称为测量数值。 测量值=测量数值单位。 长度=8.00厘米,度是指长度的计量标准，单位有丈、尺、寸等； 量是指容量的计量标准，单位有斗、升等； 衡是指质量的计量标准，单位有斤、两等,中国古代的单位制,孔子家语：布手知尺，布指知寸,商代骨尺 长16.95厘米、宽1.8厘米,尔雅：“掬，一升也。” 十升为斗,商鞅铜方升 全长18.7cm、内口长12.4cm、 宽6.9cm、深2.3cm、容积202ml,新莽始建国铜方斗 通长23.92cm，高11cm， 口方14.75cm。容积1940ml。,说文：“斤，斫木斧也。” 人们常常借用斧的重量作为一个单位，与其他交换物相比较从事交易活动，后来，斧便逐渐地过渡为一个重量单位斤,秦始皇诏文权 通高5.3cm， 径4.7cm， 重260g,匠石运斤成风，听而斫之，尽垩而鼻不伤。 庄子徐无鬼,长度单位 英寸（吋 inch ）（1英寸2.54厘米） 10世纪：英王埃德加大拇指的第一个指节的长度。 14世纪：从大麦穗中选取3粒最大的麦粒排成一行，其长度就是一英寸。 英尺（呎 foot）（1英尺12英寸30.48厘米） 9世纪：英国查理曼大帝的脚板的长度。 16世纪：德国：某一个礼拜日最先从教堂 里走出来的16个男子的左脚长度平均值。,英制 英制单位是一种起源于英国、并在其前殖民地和英联邦国家使用的单位制,码 （yard）（1码3英尺91.44厘米） 12世纪：英国亨利一世的鼻尖到前伸手臂时中指尖的距离。 磅（pound) (1磅 =454克) 一颗从麦穗的中间抽取的大麦的重量的7000倍,米 （metre）： 1790年：巴黎会议约定：通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一定义为1米。,米制,铂铱合金制成的国际米原器,千克 （kilogram）： 1立方分米的水在其密度最大时的温度(约为4摄氏度)下的质量。,铂铱合金制成的国际千克原器,年：地球绕太阳一周所用的时间。 月：月球绕地球一周所用的时间。 日: 地球自转一周所用的时间。,时间的单位,秒：一个平太阳日的1/86400为一秒,平太阳时： MT（mean solar time），简称“平时”， 也就是我们日常生活中所使用的时间。 太阳连续两次经过上中天的时间间隔，称为真太阳日。我们知道，地球沿着椭圆形轨道运动的，太阳位于该椭圆的一个焦点上，因此，在一年中，日地距离不断改变。根据开普勒第二定律，行星在轨道上运动的方式是它和太阳所联结的直线在相同时间内所划过的面积相等，可见，地球在轨道上做的是不等速运动，这样一来，一年之内真太阳日的长度便不断改变，不易选做计时单位，于是引进平太阳的概念。天文学上假定由一个太阳（平太阳）在天赤道上（而不是在黄赤道上）作等速运行，其速度等于运行在黄赤道上真太阳的平均速度，这个假想的太阳连续两次上中天的时间间隔，叫做一个平太阳日，这也相当于把一年中真太阳日的平均称为平太阳日1，并且把1/24平太阳日取为1平太阳时。通常所谓的“日”和“时”，就是平太阳日和平太阳时的简称。,思考：姚明的身高是多少,2.26米,7.4147英尺,88.9763英寸,1英尺=0.3048米,1英寸=0.0254米,思考,单位的不统一会造成什么样的困难？,11m/s和36km/h哪个快？,血的教训,需要制定国际上 统一的标准,火星大气层的最小安全距离： 大约 85km100km， 预定140km150km。 实际：探测器距火星表面最近仅57km。 探测器在火星大气中被“火葬”。,1999年9月30日的调查报告： 造成飞行高度太低的原因是公制和 英制的转换问题!,1999年9月23日：1998年12月美国发射的火星气候探测器与地面失去联系。,洛克希德马丁公司提供资料，以便喷射推进实验室每天两次启动小推进器，来调整太空船的航向。导航员认为启动小推进器的力是以公制的“牛顿”为单位，不料这些资料却是以英制的“磅”为单位，结果导致太空船的航向出现微小偏差。日积月累，终于差之毫厘，谬以千里。,如果单位不统一，或者说不同的地方对单位有不同的规定，那对于我们研究问题很不方便，所以有必要对单位进行统一的规定。,为什么要统一单位制？,数码产品的接口为什么要统一？,为什么欧盟要发行统一的货币-欧元？,国际单位制,1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。,国际单位制 【SI】,基本单位,导出单位,物理学的关系式: 确定了物理量间的关系， 确定了物理量的单位间的关系。,关系式与单位,m,m/s,s,m/s,s,m/s 2,F=ma,m/s 2,kg,kg m/s 2,N,只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量称为基本量。由基本量根据物理关系推导出的量称为导出量。,基本单位,导出单位,基本量,导出量,SI基本单位,力学,电流单位安培(A) 热力学温度单位开尔文(K) 物质的量单位摩尔(mol) 发光强度单位坎德拉(cd),统计一下，在整个物理学中，国际单位制规定了七个基本单位，其中力学中三个，热学、电学、光学、原子物理学各一个。,电学,热学,原子物理,光学,非国际单位,N,基本量的单位都是基本单位,基 本 单 位,导 出 单 位,m 、km 、cm,kg 、 g 、mg ,s 、min 、hour ,m/s 、 km/h ,kg/m3 、g/cm3 ,长度,质量,时间,速度,加速度,力,密度,m/s2 、cm/s2 ,物理量,基 本 量,单 位 制,导 出 量,国际单位制中的单位,三、组合单位的读法,组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致在只有名称而不出现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词，符号中的除（斜线和出现的负指数），名称中对应的词为“每”字，“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关 例如： 力矩的SI单位名称为“牛顿米”（因其符号为Nm） 密度的SI单位名称为“千克每立方米”（因其符号为kgm3）,国际单位一定是基本单位吗？ 基本单位一定是国际单位吗？,是国际单位的不一定是基本单位， 是基本单位的不一定是国际单位。,力的另一个单位是达因，在厘米、克、秒制中定义：使质量为1g的物体产生1cm/s2的加速度的力为1达因，则1达因_N. 答案：105 解析：1达因1gcm/s2，又1g103kg,1cm102m，故1达因105kgm/s2105N.,现有下列物理量或单位，按下面的要求填空： A、密度 B、米/秒 C、牛顿 D、加速度 E、质量 F、秒 G、厘米 H、长度 I、时间 J、千克 属于物理量的是 。 在国际单位制中，作为基本单位的物理量有 。 在国际单位制中基本单位是 。属于导出单位的是 。,练习,A D E H I,E H I,F J,B C,我们今后要学的一个物理量动量的定义式p=mv 。关于动量的单位，下列各式中正确的是 A、kgm/s B、Ns C、N/(m/s2) m/s D、Nm,ABC,四、力学国际单位制（SI）在解题中的应用,1在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可 2物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误,解：,课本例题,用同一单位制计算时,只在数字后面写出所求量在该单位制下的单位.,光滑水平桌面上有一个静止物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下开始运动，5s末的速度是多大?5s内通过的位移是多少?,v at2 m/s 2 5 s10 m/s,由Fma 得,解：,课堂练习,1、质量m=200g的物体，测得它的加速度为a=20cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是 。,A.F=20020N=400N B. F=0.20.2=0.04N C. F=0.20.2=0.04 D. F=0.2kg0.2m/s2=0.04N,D,有一天，小刚在高中数学公式大全上发现圆锥体积公式如下：,小刚立即判断它是错误的。,聪明的同学们，你们知道他是怎样快速判断的吗？,说一说,可用单位制记忆物理公式和 检验物理公式、运算结果是否正确,课堂练习,2、在雨点下落过程中，它受到的空气阻力与横截面积S成正比，与下落的速度v的平方成正比，即 F阻=kSv2（k是比例常数）。请写出比例常数k的单位。,K的单位是kg/m3,例1 声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关。下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中可能正确的是 （ ）,例2 一个恒力作用在质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为,谢谢,基本单位,导出单位,1、米(m) 2、千克（kg） 3、秒（S）,力学中的国际单位制(称SI制),课堂小结,二、国际单位制,1.用同一单位制计算时, 只在数字后面写出所求量在该单位制下的单位.,三、单位制的应用,物理公式:确定了物理量间的关系，确定了物理量的单位间的关系。,2.可用单位制记忆物理公式和 检验物理公式、运算结果是否正确,【提示】学好物理离不开数学，但不能把物理公式当作数学公式来理解，这是因为物理公式与数学公式之间有许多本质上的区别。 数学公式只表示数量大小间的关系，很少涉及各量间的单位；物理量不但有大小，还有单位，因而物理公式不仅表示各量的数量大小关系，而且还包含单位关系。例如由牛顿第二定律F=ma就可知，1 N=1 kgm/s2。 许多物理公式，不仅表示各量间的大小关系，而且表示它们间的方向关系，例如根据F=ma可知，物体加速度的方向与其所受合外力的方向相同，忽视这一点，就会犯错误。 数学中的函数关系是从具体的客观事物中抽象概括出的，像y=f(x)，它不与某个具体的物理过程相联系，所以在y与x之间没有确定的因果关系，写作y=f(x)时，x是原因，y是结果，通过公式变形，可以找出上式的反函数x=(y),在反函数中y是原因，x是结果。可见，由于公式形式的变化，因果关系也随之改变；物理公式是与某