1、学案7 力学单位,一次因单位失误而导致的事故 美国国家航空航天局（）在20世纪末曾发射过一个火星探测器，但由于它飞得离火星太近，结果因温度过高而起火，并脱离轨道坠入火星大气层。航空航天局调查事故原因时发现：原来探测器制造商洛克希德马丁公司计算加速度时的力使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供的数据是国际制单位算出来的，并把这些数据直接输入电脑。就是因为在单位制上的失误，结果犯了一个“极端愚蠢的错误”，价值1.25亿美元的火星探测器毁于一旦。,学点1 单位制,(1)基本单位：单位是为了测量、比较物理量的大小而建立的，每个物理量都有单位，但是不同物理量单位的来历不一样，因为
2、物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，如位移用米（m）作单位，时间用秒（s）作单位.由v=st求出的速度单位就是米秒（m/s）.所以，我们可以选定几个物理量的单位作为基本单位，其他物理量的单位就可利用物理公式中其他物理量和这几个物理量之间的关系推导出来.我们选定的几个物理量的单位就叫基本单位.其他物理量的单位均可通过物理公式用基本单位表示出来.,(2)导出单位：利用物理公式推导出来的其他物理量的单位就叫做导出单位，如速度的单位“m/s”，加速度的单位“m/s2”等都是导出单位.,(3)单位制是由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制.其中基本单位是可以任意选定
3、的，导出单位则是由定义方程式与比例系数确定的.基本单位选取的不同，组成的单位制也就不同.,学法指导：单位制的形成是人们在长期交流、交易的过程中，为了交易的方便而形成的，国际单位制的制定和使用，促进了各国间的经济、文化、科技的交流与合作.,学点2 国际单位制中的力学单位,(1)在物理学中有七个基本的物理量，它们是长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量、发光强度，它们的单位分别是米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（）、摩尔（mol）、开尔文（K）、坎德拉（d），它们是国际单位中的基本单位.,(2)因为力学是研究物体运动变化过程中力与运动的关系的，因此，联系物体自身性质的量（质量）和空
4、间尺度的量（长度）以及时间，必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本.事实表明，用这三个量作基本单位，可以使力学中的单位数目最少. 在国际单位制中力学基本量长度、质量、时间对应的基本单位是：米（m）、千克（kg）、秒（s）.,学点3 单位制在物理计算中的作用,在物理计算中，如果所有的已知量的单位都用国际单位制中的单位表示，只要公式应用正确，则计算结果物理量的单位也必是国际单位制中的单位.既然如此，在物理计算中，统一已知量的单位后，代入数值计算时，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了，如 ，m kg，则a=F/m=4/2 m/s2=2 m/
5、s2.,【例】质量为 kg的物体原来静止在水平面上，当受到水平拉力作 用后,开始沿直线做匀加速运动,设物体在时刻 t的位移为s,且 s=2t2，求： ()物体所受的合外力; ()第 s物体的瞬时速度; ()若第 s撤去力，物体再经过 s停止运动，与平面间的动摩 擦因数为多少?,【答案】(1)40 N (2)16 m/s (3)0.16,【解析】由题意知关系式s=2t2反映的是初速度为零的匀加速直线运 动，而初速度为零的匀加速直线运动公式为s=at2/2，比较系数可得加速 度，然后由牛顿第二定律，即可求出.由s=at2/2得a=4 m/s2.根据牛顿第 二定律得 (1)F=ma=104 N=40
6、 N. (2)v=at=44 m/s=16 m/s. (3)撤去力后， s停止运动，所以有a= (0-v)/t=-16/10 m/s2 = -1.6 m/s2,所以mg=ma,=-a/g=-1.6/10=0.16.,以 m/s的初速度竖直向上抛一小球，设小球运动中所受空气阻力是重力的0.05倍，那么小球上升的最大高度为_m，落回到抛出点的速度为_m/s(取g=10 m/s2).,1,21,20,一次，小明在做物理作业时，推导出某物体运动时的位移s、初速度v0、加速度a和时间t之间有下面关系s=v0t2+at3/ 2，小明以为发现了一条新的运动规律，高兴地拿去给老师看.老师一看，立即遗憾地告诉他
7、，这个公式是错误的，不可能有满足这个公式的运动.聪明的同学，你能很快看出该式的错误吗？,【点拨】因为单位和数值一样参与运算，因此作为物理规律的方程，它两边的单位必须是相同的.不妨设初速度v0、加速度a、时间t分别是1 m/s、1 m/s2、1 s，代入s=v0t2+at3/2中，得s = 1 m/s1 s2/m/s s/ms.我们知道，位移的单位是米，可见上式中左右两边单位不相同，因此，可判断公式s =v0t2+at3/2是错误的，不可能有什么运动服从它.,【点评】利用单位来检查物理公式的对错是单位制的重要功能之一.本题考查对物理单位意义、功能的认识理解是否深刻，对于深入掌握单位制具有良好的导向作用.,
