物理量的单位及其换算.pdf

物 理 量 的 单 位 及 其 换 算 我们上物理课时会遇到很多物理量和它们的单位 含符号 这些物理量的单位中多是由基本单位组合 成的导出单位 例如 速度 米 秒 m s 密度 千克 米3 kg m3 等等 各种物理量的单位 规定用国际单位制 SI 的单位 含符号 因而伴随有其倍数 或分数 单位 在我国还有可与 国际单位制单位并用的法定计量单位 记住这些单位 含符号 了解它与倍数 或分数 单位之 间的换算 是学好物理的基础 怎样来达到这样的要求呢 你在 学习物理课过程中 按下述方法 逐步进行实践 可降低这一 学习难度 一 首先记住SI基本单位中常见的几个物理量单位 符号 及其换算关系 如下表 王绍玉 物理量 符号 单位名称 符号 与倍数或分数单位等之间的换算关系 长度 l 米 m 1 m 100 cm 1000 mm 1 mm 10 3m 面积 1 cm2 10 2 2m2 10 4m2 体积 1 dm3 1 L 10 3m3 1 cm3 1 mL 10 3L 10 6m3 质量 m 1 kg 1000 g 1 g 1000 mg 1 t 1000 kg 1 mg 10 6kg 千克 kg 时间 t 秒 s 1 min 60 s 1 h 60 min 3600 s 1 d 24 h 86400 s 热力学 温度 T 开 K 与摄氏温度 t 关系 T t 273 15K 1 1K t T 273 15 15 二 逐步了解导出单位的由来 1 用SI基本单位表示相关物理量的导出单位 如下表 物理量导出的缘由 以及倍数单位 SI导出单位 名称 符号 速度 v 米 秒 m s 由速度定义公式v s t导出 倍数单位 米 分 m min 千米 小时 km h 密度 由密度定义公式 m V2导出 倍数单位 见例1 千克 米3 kg m3 比热容 c 焦 千克 J kg 比热容是单位的某种物质温度升高1 吸 收的热量 它的单位 可由热量公式 Q吸 cm t t0 的变式 c Q吸 m t t0 导出 2 具有专门名称的相关物理量的 SI 导出单位 如下表 物理量 力 F 牛 顿 N SI导出单位 专门名称 符号 导出的缘由 说明 可由F ma 牛顿第二定律 导出 式中m表 示物体质量 a表示物体受力F作用产生的加 速度 加在质量为1kg的物体上 使之产 生1m s2加速度的力即为1N 1N 1kg m s2 压强 p 帕 斯卡 Pa 由压强定义公式p F S导出 1Pa 1 N m2 1kPa 103Pa 1Pa 10 3kPa 功 W 焦 耳 J 可由物体受力作用做功的公式W Fs导出 式 中s是表示物体在受力方向上位移 1J 1N m 说明 热量 能量 动能 势能等 的单 位均为焦 耳 16 图1 S h1 h2 三 练习相关物理量单位的换算 例1已知铁的密度为7 9 10 3kg m3 试换算 铁 g cm 3 析解 由质量单位 千克 kg 与 克 g 和体积单位 米 3 m 3 与 厘米3 cm 3 的换算关系 得 铁 7 9 10 3 kg m 3 7 9 103 1000 g 100 cm 3 7 9 g cm 3 由此可知 密度单位换算规律是 1 物质密度的SI单位 kg m 3 与其分数单位 g cm3 相比 较 即1 kg m 3 10 3g cm3 1 g cm3 103kg m3 同理可推知1kg m 3 10 3 dm3 1kg dm 3 103kg m3 1kg m 3 10 3t m3 1t m 3 10 3kg m3 2 同一物质密度与常用单位换算的 关系 如水的密度为 1 10 3kg m3 1g cm3 1kg dm 3 1t m3 例2如图1 长方形水箱侧有一进水 管 当水注满后 塞紧箱顶盖 这时管中 水的高度为 h1 1m 已知箱高h2 30cm 箱底面积s 20 20 cm 2 则水对箱底的 压力和水对箱顶的压强各是多少 g 10 N kg 析解 1 设箱底受水的压力为F 因F p S 而 p gh 则F ghS 由题知 水 1 10 3kg m3 g 10N kg S 20 20 cm 2 0 20 0 20 m 2 h 1m 故F 1 10 3kg m3 10N kg 1m 0 040 m 2 400N 2 由于水具有流动性 箱顶所受的压强与箱中各个方向的压 强 都与深度有关 在同一深度 液体水的各个方向上的压强相 17 AB E F 图2 C D G E 等 因此由p 水gh 可求得水对箱顶的压强p顶 由题知h 100 30 cm 70cm 0 7m 故p顶 g 0 7m 1 10 3kg m3 10N kg 0 7m 7000N m2 7000Pa 1N m 2 1Pa 例3如图2所示 重物G 400N AB 20cm BC 60cm CD 60cm 求提起重物G所需最小动力 析解 连接AD 可见ABCD是一杠杆 A是支点 F为最小动力 由杠杆平衡条件可知 G CE F AD CE AB 20cm AD AE 2 ED2 姨 60cm 2 80cm 2 姨 100cm 于 是400N 20cm F 100cm 解得F 80N 例4在西部大开发中 国家提出退耕还林的伟大举 措 对改善西部生态环境有 重要意义 大量植树造林 可调节气温 据资料介绍 一公顷森林每天吸收的太阳 能约为1 07 10 10J 如果这些 能 量 被1公 顷 一 定 厚 度 的 3 96 10 6kg干泥土地面吸收