趣话高中物理新人教版必修1第4章牛顿运动定律第4节力学单位制

1、第4节 力学单位制我们在历史中学过，秦始皇统一度量衡，但是，到了解放前，我国的计量单位又变得非常混乱，有米制，有英制，有市制，而且没有强力的管理，乱成一团，给人们的生产和生活带来极大的不便。如市制单位，同样一斤，可能是16两，12两，10两等等。同样，国际上也存在这个问题，于是在1875年，17个国家签署了米制公约，约定以米作为长度单位，1889年召开了第一届国际计量大会，成立了国际计量委员会，国际计量局。后来制订了一系列的单位，形成了国际单位制。我国解放后也逐步统一了计量单位，首先将市制单位进行了统一，如规定1米等于3尺，1千克等于2斤等等。逐步废除了英制。现在我们很多时候仍然可以看到英制的

2、影子，如买自行车和电视机时按英寸买，水管按英寸和英分买，其实英制长度单位最小的是英寸，再小的单位按英寸的二分之一、四分之一、八分之一、十六分之一等等，英分为八分之一英寸，还是中国人发明的。现在这些都早已变成国际单位制，英寸等等是习惯的称呼，在制定标准时都是按照国际单位执行的。如28英寸自行车实际为71厘米，14英寸电视机为35厘米，四分管为15毫米。现在，国际上，除了美国顽固的坚持英制外，其它国家都采用了国际单位制，包括英国。我国于1986年颁布了计量法，规定采用国际单位制，并规定了一些可以使用的非国际单位制单位，废除了市制。国际单位制由基本单位、辅助单位和导出单位组成。1、 基本单位共有7个

3、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电流安【培】A热力学温度T开【尔文】K物质的量n，（）摩【尔】mol发光强度I，（Iv）坎【德拉】cd基本单位的定义长度:米(m)米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度旧定义：1. 1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四万分之一作为长度单位米2. 1960年第十一届国际计量大会：“米的长度等于氪86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的165076373倍”。质量：千克（kg）新定义:千克定义为国际千克原器的质量旧定义: 1升的纯水在4摄氏

4、度的质量为一千克时间：秒（s）1967年的第13届国际度量衡会议上通过了一项决议，采纳以下定义代替秒的天文定义：一秒为铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。国际原子时是根据以上秒的定义的一种国际参照时标，属国际单位制(SI)。电流：安培（A）安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距1米的两无限长，而圆截面可忽略的平行直导线内，则两导线之间产生的力在每米长度上等于2×10-7牛顿。该定义在1948年第九届国际计量大会上得到批准，1960年第十一届国际计量大会上，安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。 安培是为纪念法国物理学家A.-M.安

5、培而命名的。热力学温度：开尔文（K）开尔文英文是 Kelvin 简称开，国际代号K，热力学温度的单位。开尔文是国际单位制（SI）中7个基本单位之一，以绝对零度（0K）为最低温度，规定水的三相点的温度为 273.16K，1K等于水三相点温度的1/273.16。特别需要注意的是：水的三相点不是冰点，冰点与气压和水中的溶质有关（比如空气），三相点只与水本身的性质有关，是恒量。由此推算出的1K的大小与1摄氏度大致相等，且水在101.325Pa下的熔点大约为273.15K，故摄氏温标与国际温标之间的换算大约为Tc=Tk-273.15。开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。物质的量：

6、摩尔（mol）表示组成物质微粒数目多少的物理量（物质的量是一个专用名词，不可分割和省略）摩尔是物理量物质的量的单位根据科学测定，12克12C所含的C原子数约为6.0220943×1023 用符号NA表示，称阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数（NA ） 近似值 6.02×1023定义：凡是含有阿伏加德罗常数个结构微粒（约6.02×1023）的物质，其物质的量为1摩。发光强度：坎德拉（cd）坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012赫兹的单色辐射，而且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度定义中的540×1012赫兹辐射

7、波长约为555nm，它是人眼感觉最灵敏的波长2、 辅助单位有2个。物理量的名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr辅助单位的定义平面角：弧度（rad）以长为圆周长（2 r）的弧所对的圆心角为2 弧度，半个圆周长的弧所对的圆心角为弧度。立体角：球面度（sr）以r为半径的球的中心为顶点，展开的立体角所对应的球面表面积为r2 ，该立体角的大小就是球面度。3、 导出单位，由基本单位和辅助单位经过一定的运算方式导出的单位，有的为纪念一些人物具有专门的名称，叫具有专门名称的导出单位，如牛顿等等。常用的导出单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号备注面积A，（S）平方米m2体积V立方米m3速度v

8、米每秒m/s加速度a米每二次方秒m/s2角速度弧度每秒rad/s频率f，赫【兹】Hz1 Hz=1s-1密度千克每立方米kg/m3力F牛【顿】N1 N=1 kg·m/s2力矩M牛【顿】米N·m动量P千克米每秒kg·m/s压强p帕【斯卡】Pa1 Pa=1 N/m2功W，（A）焦【耳】J1 J=1 N·m能【量】E焦【耳】J功率P瓦【特】W1 W=1 J/s电荷【量】Q库【仑】C1 C=1 A·s电场强度E伏【特】每米V/m电位、电压、电势差U，（V）伏【特】V1 V=1 W/A1 V=1 N·m/C电容C法【拉】F1 F=1 C/V电阻R

9、欧【姆】1 =1 V/A电阻率欧【姆】米·m磁感应强度B特【斯拉】T1 T=1 Wb/m2磁通【量】韦【伯】Wb1 Wb=1 V·s电感L亨【利】H1 H= 1Wb/A电导西【门子】S1 S=A/V光通量流【明】lm1 lm=1 cd·sr光照度勒【克斯】lx1 lx=1 lm/m2放射性活度贝可【勒尔】Bq1 Bq=1 s-1吸收剂量戈【瑞】Gy1 Gy=1 J/kg这些单位可以用基本单位的组合表示出来，称为这些单位的量纲。如1N=1kg·m/s导出单位的定义频率：赫兹（Hz）在1秒时间间隔内发生一个周期过程的频率，即1Hz=1s-1力；重力：牛顿（N

10、）使一千克质量的物体产生1米每二次方秒加速度的力，即1N=1kg·m/s2压力，压强：帕斯卡（Pa）等于1牛顿每平方米，即1Pa=1N/m2能量；功；热：焦耳（J）当1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所作的功，即1J=1N·m功率；辐射通量瓦特W在1秒时间间隔内产生1焦耳能量的功率，即1W=1J/s电荷量：库仑（C）一安培电流在1秒时间间隔内所运送的电量，即1C=1A·s电位；电压；电动势：伏特（V）流过1安培恒定电流的导线内，如两点之间所消耗的功率为1瓦特时，这两点之间的电位差为1伏特，即1V=1W/A电容：法拉（F）当电容器充1库仑电量时，它的两极板之间

11、出现1伏特的电位差，即1F=1C/V电阻：欧姆（ ）一导体两点之间的电阻，当在这两点间加上1伏特恒定电位差时，在导体内产生1安培电流，而导体内不存在任何电动势，即1=1V/A电导：西门子（S）电导在数值上等于电阻的倒数，即1S=1(-1)磁通量：韦伯（Wb ）表征磁场分布情况的物理量。通过磁场中某处的面元dS的磁通量dB定义为该处磁感应强度的大小B与dS在垂直于B方向的投影dScos的乘积，即1Wb=1T·m2磁通量密度、磁感应强度:特斯拉(T)垂直于磁场方向的1米长的导线，通过1安培的电流，受到磁场的作用力为1牛顿时，通电导线所在处的磁感应强度就是1特斯拉,即1T=1N/(A

12、83;m)电感：亨利（H ）一闭合回路的电感，当流过该电路的电流以1安培每秒的速率均匀变化时，在回路中产生1伏特的电动势，即1H=1V·s/A摄氏温度：摄氏度（）沸点定为一百度，冰点定为零度，其间分成一百等分，一等分为一度，即1=1K-273.15光通量：流明（lm）发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1流明，即1lm=1cd/sr光照度：勒克斯（lx）1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯，即1lx=1lm/m2放射性活度：贝可勒尔（Bq）等于1每秒的活度，即1Bq=1s-1吸收剂量:戈瑞(Gy)等于1焦耳每千克的吸收剂量

13、，即1Gy=1J/kg剂量当量：希沃特（Sv）等于1焦耳每千克的剂量当量，即1Sv=1J/kg示4、 前缀：有时会用到这些量的许多倍或其倒数，可以用前缀来表示单位前缀词头符号英文科学计数法yottaYSeptillion1*1024zettaZSextillion1*1021exaEQuintillion1*1018petaPQuadrillion1*1015teraTTrillion1*1012gigaGBillion1*109megaMMillion1*106myriamaTen-thousand1*104kilokThousand1*103hectohHundred1*102decada

14、Ten1*101One1decidTenth1*10 -1centicHundredth1*10 -2millimThousandth1*10 -3myriomoTen-thousandth1*10 -4microMillionth1*10 -6nanonBillionth1*10 -9picopTrillionth1*10 -12femtofQuadrillionth1*10 -15attoaQuintillionth1*10 -18zeptozSextillionth1*10 -21yoctoySeptillionth1*10 -24式中1024表示10的24次方。5、 国家选定的非国际单

15、位制单位量的名称单位名称单位符号换算关系和说明时间分min1min=60s（小）时h1h=60imn=3600s天（日）d1d=24h年a1a=365d平面角（角）秒（）1=(/648000)rad（角）分（）1=60度（°）1°=60旋转速度转每分r/min1 r/mn=(1/60)s-1长度海里n mile1n mile=1852m（只用于航行）速度节kn1kn =1n mile/h=(1852/3600)m/s（只用于航行）质量吨原子质量单位t u1t=103kg1u1.650565×10-27kg体积升L (l)1L=1dm3=10-3m3能电子伏eV1eV1.6021892×10-19J级差分贝dB 线密度特（克斯）tex1tex=1g/km 这些知识可以存储下来，我们有些会在以后的课程中学到，有些高中阶段不会接触的。今后在解题时，遇到数据计算的话，要正确使用计量单位，如果计算公式以乘除法为主，不用每一项都写单位，只需在