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力学单位制 牛顿第二定律的应用 一. 教学内容： 力学单位制；牛顿第二定律的应用 知识要点： 1. 知道单位制的意义。了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位。 2. 认识单位制在物理计算中的作用。 3. 应用牛顿第二定律解决超重失重问题。 4. 进一步解决牛顿第二定律问题。 重点、难点解析： 一、力学单位制 1. 基本单位和导出单位 我们选定几个物理量的单位作为基本单位，基本单位是人为规定的。利用物理公式由基本单位推导出来的其他物理量的单位，叫做导出单位。 注：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。 2. 单位制 基本单位和导出单位一起组成单位制，例如国际单位制。 3. 力学单位制 在力学中选定长度、质量和时间这三个物理量的单位作为基本单位，根据力学公式就可以推导出其余物体量（如速度、加速度、力等）的单位，它们一起组成了力学单位制。 注：在国际单位制（S1）中，力学的三个基本单位分别长度单位是米，质量单位是千克，时间单位是秒。另外，国际单位制在热学、电学、光学中还有四个基本单位，以后将进一步学习。 4. 单位制在物理计算中的作用 在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必一一写出各个量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可。计算前注意先要把各已知量的单位统一为同一单位制中的单位。在物理计算中，一般采用国际单位制。 单位制的意义是什么 对一个物理量进行定量描述，仅仅用一个数是不够的，一定得在数后带有单位，同一个物理量，选用不同单位其数不同。 在研究物理问题中，用物理概念、物理规律研究物理与物理量的关系时，物理单位要跟随物理量参与运算。物理单位进入物理关系的数学表达式，对准确理解物理概念、物理关系很有帮助，但表达式繁杂。选用了统一的单位制后，每一个物理量在这一单位制中有确定的单位，进行物理运算时，可以只计算数据，不必带单位，从而使物理运算简化。“kg、m、s” 在力学中有最基本的地位，用这些物理量的单位做基本单位后，可使基本单位的数目最少，所以在力学中规定m、kg、s为国际单位制的基本单位。 二、超重和失重 1. 弹簧秤是测量力的仪器，用弹簧秤来测量物体的重力。只有在物体处于平衡时，弹簧的弹力才等于物体重力的大小。 2. 超重：当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬线的拉力）大于物体所受的重力的现象称为超重（overweigh）现象。 由此可知：产生超重现象的条件是物体具有向上的加速度，它与物体运动速度的大小和方向无关。超重包括加速上升和减速下降两种情况。 3. 失重：当物体具有向下的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的现象，称为失重（weightlessness）现象。 由此可知：产生失重现象的条件是物体具有向下的加速度，它与物体运动速度的大小和方向无关。失重现象包括加速下降和减速上升两种情况。 4. 完全失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0的状态，叫做完全失重状态。 产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于g 时，就产生完全失重现象。 如何正确理解“超重”、“失重”的本质 超重不是重力增加，失重不是重力减小，完全失重不是重力消失。在超、失重现象中，重力不变，仅是“视重”的变化。在完全失重状态下，平常重力产生的一切物理现象都不存在。 三、关于轻绳、轻弹簧的问题 1. 轻绳 （1）拉力的方向一定沿绳。（2）同一根绳上各处的拉力大小都相等。 （3）认为受力形变极微，看作不可伸长。（4）弹力可作瞬间变化。 2. 轻弹簧 （1）各处的弹力大小相等，方向与弹簧形变的方向相反。 （2）弹力的大小遵循F＝kx的关系。 （3）弹簧的弹力不能发生突变。 四、关于临界问题处理的基本方法是 1. 要详细分析物理过程，根据条件变化或过程的发展分析引起的受力情况的变化和状态的变化，找到临界点或临界条件。 2. 常用极限分析法分析临界点或临界条件，即利用放大或缩小的思想使问题暴露得更明显，更突出。 【典型例题】 例1. 一物体在2N的外力作用下，产生10cm／s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是： A. B. C. D. 解析：本题考查了单位制的应用。在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算。带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确。也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中A、D项均错，B