高中物理 第四章 力與運動 第七節(jié) 力學單位制素材 粵教版必修1（通用）

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1、力學單位制 要點一、單位制與國際單位制 1．單位制 (1)基本單位：所選定的基本物理量的單位． ①物理學中，共有七個物理量的單位被選定為基本單位． ②在力學中，選定長度、質量和時間這三個物理量的單位為基本單位． 長度的單位有：厘米(cm)、米(m)、千米(km)等． 質量的單位有：克(g)、千克(kg)等． 時間的單位有：秒(s)、分(min)、小時(h)等． (2)導出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量的關系，推導出的物理量單位． 從根本上說，所有的物理量都是由基本物理量構成的，在力學范圍內，所有的力學量都是由長度、質量和時間這三個基本物理量組成的，因此基本物理

2、量的單位選定也就決定了其他導出物理量的單位． (3)單位制：基本單位和導出單位的總和叫做單位制． 由于基本單位的選擇不同，歷史上力學中出現(xiàn)了厘米、克、秒制和米、千克、秒制兩種不同的單位制，工程技術領域還有英尺、秒、磅制等單位制． 2．國際單位制 (1)國際單位制：1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領域的單位制，叫做國際單位制，其法文簡稱為SI． 以下是國際單位制中的七個基本物理量和相應的國際單位制中的基本單位． 要點二、牛頓第三定律 (1)定律內容：兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上． (2)這里的“總是

3、”是強調對于任何物體，在任何條件下，這兩個相等的關系都成立．對此，可以從以下幾個方面理解： ①不管物體大小形狀如何，例如大物體與大物體之間，或大物體與小物體之間，還是任何形狀的物體之間，其相互作用力總是大小相等． ②不管物體的運動狀態(tài)如何．例如靜止的物體之間，運動的物體之間或靜止的物體與運動的物體之間的相互作用力總是大小相等的． ③作用力與反作用力的產生和消失是同時的．因為兩者中若有一個產生或消失，則另一個必須同時產生或消失．否則其間的相等關系就不成立了．認為作用力與反作用力的產生有先后的說法是不對的． (3)平衡力與作用力和反作用力的區(qū)別是：①一個力與它的反作用力一定是同種性質的力，

4、例如作用力若是彈力，則反作用力也一定是彈力；若作用力是摩擦力，則反作用力也一定是摩擦力等．而一個力與它的平衡力可以是相同性質的力，也可以是不同性質的力．②一個力與它的反作用力分別作用在發(fā)生相互作用的兩個物體上，即受力物體不同；而一個力與它的平衡力必須同時作用在同一個物體上，即受力物體相同．③一個力必有其反作用力，作用力與反作用力是同時產生、同時存在、同時消失的；而一對平衡力可以是其中一個力消失，另一個力仍存在．④作用力與反作用力所產生的效果不能相互抵消；而一對平衡力作用在同一物體上產生的效果恰好是相互抵消的． (4)牛頓第三定律揭示了力的作用的相互性，即兩個物體間只要有力的作用，就必然成對出

5、現(xiàn)作用力和反作用力．同學們在學習中應注意體會甲對乙、乙對甲的這種對應的相互作用關系．求解某力的大小與方向時，可以通過轉換研究對象分析該力的反作用力來求解． 要點三、作用力、反作用力與平衡力的比較 定義：如果作用在同一個物體上的兩個力的大小相等、方向相反并作用在同一條直線上且其合力為零，則此二力即為一對平衡力．而作用力與反作用力則是指發(fā)生在兩個相互作用的物體之間的相互作用力． 作用力、反作用力與一對平衡力的比較表． 內容 作用力和反作用力 二力平衡 受力物體 作用在兩個相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴關系 相互依賴，不可單獨存在，同時產生，同時變化，同時消失 無依

6、賴關系，撤除一個，另一個可依然存在，只是不再平衡 疊加性 兩力作用效果不可疊加，不可求合力 兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零 力的性質 一定是同性質的力 可以是同性質的力，也可以不是同性質的力 大小方向 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 要點四、應用牛頓第三定律解釋現(xiàn)象 ①如圖所示，瘦弱的男子與一個大力士“掰手腕”，兩手之間的作用力和反作用力一樣大嗎?若兩者一樣大，大力士怎么會贏呢? 分析：一樣大，瘦弱男子與大力士“掰手腕”時，兩手之間的相互作用力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，兩手之間的這對

7、力是大小相等的，但是為什么大力士會贏，是因為兩人手腕能承受的力不同，大力士手腕能承受的力大于瘦弱男子能承受的力，所以在大小相等的力的作用下大力士的手腕還能承受，而瘦弱男子的手腕已經承受不了，所以敗下陣來． “掰手腕”比的是手腕能承受的力的大小，所以“山東體育頻道”的“掰手腕”比賽稱為“腕力王挑戰(zhàn)賽”．因此同學們不要嘗試與大力士角力，因為手腕能承受的力如果差距太大，很容易造成承受能力差的手腕受到傷害，甚至骨折． ②以卵擊石，雞蛋“粉身碎骨”，但石頭卻“安然無恙”，是不是雞蛋對石頭的力小，而石頭對雞蛋的力大呢? 分析：不是的，雞蛋與石頭相撞擊時，它們之間的相互作用力是一對作用力和反作用力，據(jù)

8、牛頓第三定律知，應是大小相等的，而之所以出現(xiàn)“蛋碎”而“石全”的結果，是因為蛋殼所能承受的力遠小于石頭所能承受的力． ③你知道鳥是如何飛行的嗎? 鳥翅膀的形狀上表層凸、下表層凹，當窄氣流過時就會產生升力．當鳥的肌肉牽動翅膀上下扇動時，空氣的反作用力就為鳥的飛行提供了向上的升力和向前的推動力．如圖所示． ④拔河中物理學原理． 拔河是一項常見的集體性體育活動，其兩隊勝負的結果深含著物理學原理當然，圍繞兩隊的勝負原因分析也存在不少的模糊認識．其實，決定拔河勝負的原因是多方面的，如地面的摩擦力、隊員的體重、個人的力量、集體的合作等． 甲、乙兩隊拔河的時候，其中力的關系比較復雜．如圖所示，

9、在分析甲隊拉乙隊與乙隊拉甲隊的力的大小時，必須運用牛頓第三定律——因為甲、乙兩隊是一對相互作用的物體；在分析兩隊的勝負原因時，必須運用牛頓第二定律——因為要分別以甲、乙兩隊為研究對象． 對甲隊而言，如果，則兩隊勝負未定；如果，則甲隊勝而乙隊負；如果，則甲隊負而乙隊勝． 同理，對乙隊而言也存在相同的關系．當然，無論是甲隊還是乙隊，要想獲得地面對本隊的盡可能大的力，就必須盡可能地用力蹬地，這就要選用體重較大的隊員，且穿鞋底粗糙的鞋子．此外，身體后傾、重心放低、齊心合力更是必不可少的條件． 要點五、牛頓三個運動定律的區(qū)別與聯(lián)系 牛頓第一定律 牛頓第二定律 牛頓第三定律 區(qū)別

10、公式 意義 加深了對力的認識，指出了力是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因，即力是產生加速度的原因 揭示了加速度是力作用的結果，揭示了力、質量、加速度的定量關系 揭示了物體間力的作用的相互性，明確了相互作用力的關系 研究 方法 根據(jù)理想實驗歸納總結得出，不能直接用實驗驗證 用控制變量法研究F、m、a之間的關系，可用實驗驗證 由實驗現(xiàn)象歸納總結得出，可用實驗驗證 聯(lián)系 牛頓三個定律是一個整體，是動力學的基礎，牛頓第二定律以牛頓第一定律為基礎，由實驗總結得出 【說明】牛頓第三定律建立的物理意義：牛頓第一、第二定律是對單個物體(質點)而言的，只解決了一個物體運動規(guī)律的問題．但自然界中物體是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，一個物體在受其他物體力的作用的同時也會對其他物體有力的作用，不討論物體間的相互作用就不能較全面地認識物體的運動規(guī)律，也就無法解決現(xiàn)實中的許多問題．因此，只有牛頓第一、第二定律還不夠，必須加上牛頓第三定律才能構成比較全面地反映機械運動的一套定律．