第4章第4節(jié) 力學(xué)單位制- 2025高一物理同步自學(xué)講練資料

試卷第=page22頁，共=sectionpages44頁高一物理同步自學(xué)講練資料——新教材第四章《力學(xué)單位制》【學(xué)習(xí)任務(wù)】1．能識(shí)別基本量、基本單位、導(dǎo)出單位，了解單位制。2．知道國際單位制以及國際單位制中三個(gè)力學(xué)基本單位。3．認(rèn)識(shí)國際單位制在物理計(jì)算和公式檢驗(yàn)中的應(yīng)用。4．提升學(xué)生的自主探究能力和發(fā)散思維能力?！局R(shí)梳理】(1)單位制：（）和（）一起組成了一個(gè)單位制。①基本量：在物理學(xué)中，只要選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作基本量。②基本單位：基本量的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè)，它們是（）、（）、（），它們的單位千克、秒、米就是基本單位。③導(dǎo)出量和導(dǎo)出單位：由（）根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量叫作導(dǎo)出量，推導(dǎo)出來的相應(yīng)單位叫作導(dǎo)出單位。(2)國際單位制的基本單位物理量名稱物理量符號(hào)單位名稱單位符號(hào)長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時(shí)間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n摩[爾]mol發(fā)光強(qiáng)度I坎[德拉]cd【反饋練習(xí)】判斷題1．思考判斷（1）物體減速時(shí)，加速度方向與速度方向相反。()（2）相同質(zhì)量的物體，加速度越大，所受合外力越大。()（3）物體加速度由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定，與所受力無關(guān)。()（4）物體加速度減小時(shí)，速度一定減小。()（5）質(zhì)量不變的物體所受合外力發(fā)生變化，加速度也一定發(fā)生變化。()（6）牛頓為力學(xué)基本單位。()2．判斷正誤：（1）千克、秒、米、庫侖、安培均為國際單位制的基本單位。()（2）力的單位牛頓，簡稱牛，屬于導(dǎo)出單位。()【反饋答案】1．正確正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤正確錯(cuò)誤【詳解】（1）加速度方向與速度方向相反時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng)，正確。（2）根據(jù)牛頓第二定律可知：相同質(zhì)量的物體，加速度越大，所受合外力越大，正確。（3）物體加速度由物體合外力和質(zhì)量決定，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，錯(cuò)誤。（4）物體加速度減小時(shí)，如果加速度與速度方向同向時(shí)速度增加，反向時(shí)速度減小，錯(cuò)誤。（5）根據(jù)牛頓第二定律可知：質(zhì)量不變的物體所受合外力發(fā)生變化，加速度也一定發(fā)生變化，正確。（6）牛頓為力學(xué)導(dǎo)出單位，錯(cuò)誤。2．錯(cuò)誤正確【詳解】（1）庫侖是電荷量的單位，電荷量不是基本量，所以庫侖不是基本單位，另四個(gè)都是基本量的單位，故說法錯(cuò)誤；（2）力是非基本量，其單位屬于導(dǎo)出單位，由牛頓第二定律可知，1N=1kg˙m/s2，故說法正確?！菊J(rèn)知提升】知識(shí)點(diǎn)1：單位制1.基本量在物理學(xué)中，只要選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位。這些被選定的物理量叫作基本量.例如，在力學(xué)中選長度、質(zhì)量、時(shí)間為基本量。2.基本單位與導(dǎo)出單位（1）基本單位:被選定的基本量的單位叫作基本單位。例如，力學(xué)中長度的基本單位有千米、米和厘米等，質(zhì)量的基本單位有克、千克等，時(shí)間的基本單位有小時(shí)、分和秒等。（2）導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位，叫作導(dǎo)出單位.若位移選用米、時(shí)間選用秒為單位，由速度公式推導(dǎo)出來的速度的單位就是米每秒;若位移選用千米、時(shí)間選用小時(shí)為單位，則速度的單位為千米每小時(shí)。米每秒和千米每小時(shí)均為導(dǎo)出單位.3.單位制基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制.由于基本單位的選取不同，歷史上出現(xiàn)了不同的單位制.4.國際單位制1960年第11屆國際計(jì)量大會(huì)制訂了一種國際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫作國際單位制，簡稱為SI。以下是國際單位制中的七個(gè)基本物理量和相應(yīng)的國際單位制中的基本單位。物理量名稱長度質(zhì)量時(shí)間電流熱力學(xué)溫度物質(zhì)的量發(fā)光強(qiáng)度物理量符號(hào)lmtITnI（Iv）單位名稱米千克秒安(培)開(爾文)摩(爾)坎(德拉)單位符號(hào)mkgsAKmolcd（1）只用一個(gè)符號(hào)表示的單位不一定是基本單位.例如,牛頓(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本單位,而是導(dǎo)出單位。（2）基本單位是可以任意選定的,由于選取的基本單位不同,組成的單位制就不同。（3）是國際單位制的不一定是基本單位?；締挝恢皇墙M成國際單位制的一小部分，在國際單位制中，除七個(gè)基本以外的單位都是導(dǎo)出單位。5.力學(xué)單位制的分類力學(xué)中的國際單位制基本單位和部分導(dǎo)出單位如下：（1）由于基本物理量的選取和基本單位的規(guī)定都帶有一定程度的任意性，中外歷史上曾出現(xiàn)過許多單位制（如我國在單位中出現(xiàn)的斤、兩、尺、寸等），這就阻礙了國際及社會(huì)交往.為了建立一種簡單、科學(xué)、實(shí)用的計(jì)量單位制，一種以米制為基礎(chǔ)發(fā)展起來的國際單位制于1960年第11屆國際計(jì)量大會(huì)上得到通過，并推薦各國釆用。（2）力學(xué)研究的是物體在運(yùn)動(dòng)過程中力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，因此聯(lián)系物體自身屬性的量（質(zhì)量）和反映空間尺度的量（長度）以及時(shí)間,必然與物體受力后的運(yùn)動(dòng)變化聯(lián)系得最密切、最普遍，所以質(zhì)量、長度和時(shí)間在力學(xué)中有最基本的地位，用這三個(gè)量作為基本量可使基本單位的數(shù)目最少，所以在力學(xué)中規(guī)定kg、m、s為國際單位制中的基本單位。知識(shí)點(diǎn)2：單位制的應(yīng)用1.簡化計(jì)算過程的單位表達(dá)在解計(jì)算題時(shí)，已知量均采用國際單位制，計(jì)算過程中不用寫出各個(gè)量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可。2.推導(dǎo)物理量的單位物理公式可以確定各物理雖間的數(shù)雖關(guān)系，同時(shí)也確定了各物理量間的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位.3.判斷比例系數(shù)的單位根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可以判斷公式中比例系數(shù)的單位。4.比較物理量的大小比較某個(gè)物理量不同值的大小時(shí)，一般先把它們的單位統(tǒng)一，再根據(jù)數(shù)值比較大小。5.檢驗(yàn)物理公式和結(jié)果根據(jù)物理公式中各物理量的單位，可以推斷該物理公式計(jì)算結(jié)果的單位，若該單位與該公式所求的物理量的單位相同，則說明公式可能是正確的；否則，公式肯定是錯(cuò)誤的。選取長度L、質(zhì)量M和時(shí)間T為基本量。如速度的定義式為v=xt,說明了速度的量綱式為［L1T-1］（注:量綱式均由大寫字母表示），加速度的定義式為a=?v?t，說明了加速度的量綱式為［L1T-2］.而對(duì)力的單位的確定，則是由牛頓第二定律，規(guī)定1N的力使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度，也就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式中的比例常數(shù)取1,力的量綱式為［M注意1：涉及用比例關(guān)系求解問題時(shí)，等式兩邊相同的物理量的單位要統(tǒng)一，但不一定要用國際單位制單位。利用量綱式檢驗(yàn)公式是否正確一同學(xué)在閱讀同步衛(wèi)星的相關(guān)資料時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)式子，r3=a3b2c4π2，r是地球同步衛(wèi)星到地心的距離，a是地球的半徑,b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間,c是地球表面處的重力加速度，根據(jù)物理量與單位的對(duì)應(yīng)關(guān)系可知r3的單位是m3,a3b2c若式子r3=axbyc4π2是正確的，根據(jù)r、a、b、c的單位分別為m、m、s、m·s-2及國際單位制可知1m3=1mx·sy·m·s-2=1mx+1·s【精準(zhǔn)練習(xí)】一、單選題1．三峽水電站大壩高程185米，蓄水高程175米，水庫長2335米，2022年三峽樞紐通過量近1.6億噸，創(chuàng)下歷史新高，其中三峽船閘過閘貨運(yùn)量達(dá)1.56億噸，超過其設(shè)計(jì)通過能力的56％。以上信息涉及了時(shí)間、長度和質(zhì)量及其單位，關(guān)于國際單位制，下列說法正確的是（）A．有單位的物理量要注明單位，所有物理量都有單位B．大壩高程185米、水庫長2335米，長度是國際單位制中的基本單位C．通過量近1.6億噸、貨運(yùn)量達(dá)1.56億噸，單位“噸”是國際單位制中的導(dǎo)出單位D．“千克米每二次方秒”被定義為“牛頓”，“牛頓”是國際單位制中的導(dǎo)出單位2．下列說法正確的是（）A．在研究足球名將梅西踢點(diǎn)球的動(dòng)作時(shí)，可視梅西為質(zhì)點(diǎn)B．在研究梅西踢出的遠(yuǎn)射球的飛行路徑時(shí)，可視足球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)C．在國際單位制中，力學(xué)的基本單位有牛頓、千克、米、秒D．做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其慣性隨物體運(yùn)動(dòng)速度的增大均勻減小3．小明同學(xué)在推導(dǎo)某物體位移計(jì)算式時(shí)，得到的表達(dá)式是：，關(guān)于這個(gè)位移表達(dá)式，下列說法正確的是（

）A．該表達(dá)式一定正確B．該表達(dá)式一定錯(cuò)誤C．各物理量只有采用國際單位制單位，該表達(dá)式才正確D．若各物理量采用其他單位制單位，該表達(dá)式可能正確4．下列說法正確的是（）A．在國際單位制中，力學(xué)的基本單位是千克、牛頓、米B．只研究汽車行駛時(shí)車輪上螺絲釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，可以把汽車視為質(zhì)點(diǎn)C．高鐵從長沙南站到北京西站要行駛1590千米，這里的“1590千米”是指位移的大小D．2022年11月29日23時(shí)08分，神舟十五號(hào)載人飛船發(fā)射升空，“2022年11月29日23時(shí)08分”是指時(shí)刻5．關(guān)于下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．在國際單位制中規(guī)定“長度”對(duì)應(yīng)的基本單位是千米B．速度的變化量、加速度、重力都是屬于矢量C．教練研究運(yùn)動(dòng)員跑步姿勢時(shí)不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)D．男子100米飛人大戰(zhàn)，蘇炳添以9秒83的成績進(jìn)入決賽。這里提到的“9秒83”指的是時(shí)間6．千古一帝秦始皇滅六國，把中國推向大一統(tǒng)時(shí)代。他統(tǒng)一了度量衡和文化，促進(jìn)了全國各地方之間的經(jīng)貿(mào)交流和科技進(jìn)步，為中華民族的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1960年，為了消除單位制并存造成的混亂，促進(jìn)國際交往的進(jìn)一步發(fā)展，國際計(jì)量大會(huì)制定了世界通用的國際單位制，根據(jù)高中所學(xué)內(nèi)容可知，下列單位屬于國際基本單位的是（

）A．g（克） B．nm（納米） C．m（米） D．N（牛）7．2022年11月8日，月全食遇上“月掩天王星”，罕見天象讓天文愛好者大飽眼福，下次觀看的機(jī)會(huì)要16年以后。國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心利用望遠(yuǎn)鏡和準(zhǔn)確的跟蹤系統(tǒng)，拍攝了天王星逐漸被月亮擋住的過程。下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（）A．以月亮為參考系，天王星是靜止的B．由于月亮繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，任何情況下都不能把月亮看成質(zhì)點(diǎn)C．“年”是時(shí)間單位，在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定質(zhì)量、力、時(shí)間為三個(gè)基本量D．速度、位移、加速度都是矢量，矢量既有大小又有方向8．如圖為武直-20直升機(jī)，它是我國自主研發(fā)的10噸級(jí)通用直升機(jī)，最大飛行速度可達(dá)300千米/小時(shí)，作戰(zhàn)半徑大于400千米，實(shí)用升限6000米，最大起飛重量大于10噸，最大航程約800千米。據(jù)以上信息，下列說法正確的是（??）A．“300千米/小時(shí)”指的是平均速度大小B．“噸”、“米”均是國際單位制中的基本單位C．武直-20減速下降過程中，飛行員處于失重狀態(tài)D．武直-20勻速上升過程中，座椅對(duì)飛行員的支持力與飛行員的重力是一對(duì)平衡力9．楊氏彈性模量是表征彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓能力的物理量，當(dāng)一條長度為L、橫截面面積為S的金屬絲在力F作用下伸長時(shí)，叫應(yīng)力，叫應(yīng)變，應(yīng)力與應(yīng)變的比值即彈性模量，由以上信息可以推斷彈性模量的單位應(yīng)為（

）A． B． C． D．10．2022年7月27日由中國科學(xué)院力學(xué)研究所研制的“力箭一號(hào)”（ZK—1A）運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，采用“一箭六星”的方式，成功將六顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭是四級(jí)固體運(yùn)載火箭，起飛重量135噸，起飛推力200噸，總長30米，芯級(jí)直徑2.65米，首飛狀態(tài)整流罩直徑2.65米，500公里太陽同步軌道運(yùn)載能力1500公斤。下列說法正確的是（）A．“噸、公里”是導(dǎo)出單位B．“力箭一號(hào)”發(fā)射瞬間，加速度為零C．“力箭一號(hào)”發(fā)射瞬間，所攜帶的衛(wèi)星處于超重狀態(tài)D．“力箭一號(hào)”發(fā)射過程中，所攜帶的衛(wèi)星相對(duì)于“力箭一號(hào)”是運(yùn)動(dòng)的二、多選題11．下列說法正確的是（）A．牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律都是實(shí)驗(yàn)定律，均可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證B．一對(duì)平衡力的性質(zhì)可以是互不相同的，而作用力與反作用力的性質(zhì)一定是相同的C．力學(xué)中有三個(gè)基本單位，分別是“千克”，“米”，“秒”D．乘車定要系上安全帶，因?yàn)榘踩珟Э赏ㄟ^減小慣性來保護(hù)你的安全三、解答題12．在學(xué)習(xí)了力學(xué)單位制之后，小剛同學(xué)由G=mg，得g的單位N/kg，可是小強(qiáng)同學(xué)由自由落體v=gt得g的單位為m/s2。二人爭執(zhí)不下，都認(rèn)為自己導(dǎo)出的單位正確。請(qǐng)你幫他們解決這個(gè)問題。13．由于天體之間的距離遙遠(yuǎn)，用通常的長度單位m或km來表示天體之間的距離是很不方便的。在天文學(xué)中通常用天文單位、光年和秒差距來表示距離。（1）天文單位（AU）定義為日地平均距離，光需要傳播8.3分鐘。（2）光年（1.y.）定義為光在真空中沿直線傳播一年所經(jīng)過的距離。（3）秒差距（pc）定義為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑對(duì)應(yīng)的視角為1?（度）時(shí)的距離，即地球、太陽和被測恒星構(gòu)成直角三角形。將以上各單位化為SI制單位。14．對(duì)流體從水管中射出時(shí)的反作用力，有人寫出一個(gè)表達(dá)式：F＝0.63ρv3。式中ρ是流體的密度，v是射出流體的速度。從物理單位的角度判斷，這個(gè)表達(dá)式有問題嗎？為什么？四、填空題15．在F=ma公式中，若有F選用“?！眲tm一定要選用________，而a的單位必是________。只有如此才有F的數(shù)值與ma的數(shù)值相等。而F與a方向一致與單位的選定________。在國際單位制中可把“?！边@個(gè)復(fù)合單位寫成基本單位的組合形式是________。若牛頓第二定律表達(dá)式中各量不選用國際單位制，則公式形應(yīng)為F=kma，顯然公式中的k值由各物理量________決定的?！揪珳?zhǔn)練習(xí)參考答案】1．D【詳解】A．單位是物理量的組成部分，有單位的物理量要注明單位，但并不是所有物理量都有單位，如動(dòng)摩擦因數(shù)μ就沒有單位，A錯(cuò)誤；B．在國際單位制中，長度、質(zhì)量、時(shí)間三個(gè)物理量被選作力學(xué)的基本物理量，長度不是基本單位，力學(xué)的三個(gè)基本單位分別是米、千克、秒，B錯(cuò)誤；C．“噸”是質(zhì)量的一個(gè)單位，但不是國際單位制中的單位，C錯(cuò)誤；D．力的單位牛頓是導(dǎo)出單位,是根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出來的，是導(dǎo)出單位，D正確。故選D。2．B【詳解】A．在研究足球名將梅西踢點(diǎn)球的動(dòng)作時(shí)，不可以忽略運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作細(xì)節(jié)，故不能將其視為質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；B．在研究梅西踢出的遠(yuǎn)射球的飛行路徑時(shí)，可忽略足球的大小，故可視足球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，B正確；C．在國際單位制中，力學(xué)的基本單位有千克、米、秒，C錯(cuò)誤；D．慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況等都無關(guān)，D錯(cuò)誤。故選B。3．B【詳解】位移x的單位是m，根據(jù)表達(dá)式可得單位為由此可知等號(hào)左邊是長度單位m，而右邊單位是速度的單位m/s，所以結(jié)果一定是錯(cuò)誤的，選用的單位制不同只會(huì)影響系數(shù)，故選B。4．D【詳解】A．在國際單位制中，力學(xué)的基本單位是千克、秒、米，A錯(cuò)誤；B．只研究汽車行駛時(shí)車輪上螺絲釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，汽車的大小不能忽略，不可以把汽車視為質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤；C．高鐵從長沙南站到北京西站要行駛1590千米，這里的“1590千米”是指路程的大小，C錯(cuò)誤；D．2022年11月29日23時(shí)08分，神舟十五號(hào)載人飛船發(fā)射升空，“2022年11月29日23時(shí)08分”是指時(shí)刻，D正確。故選D。5．A【詳解】A．在國際單位制中規(guī)定“長度”對(duì)應(yīng)的基本單位是米，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．速度的變化量、加速度、重力都是既有大小又有方向的物理量，屬于矢量，故B正確，不符題意；C．教練研究運(yùn)動(dòng)員跑步姿勢時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的大小不能忽略，不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，故C正確，不符題意；D．男子100米飛人大戰(zhàn)，蘇炳添以9秒83的成績進(jìn)入決賽。這里提到的“9秒83”指的是時(shí)間，故D正確，不符題意。本題選錯(cuò)誤的，故選A。6．C【詳解】A．質(zhì)量是國際單位制基本物理量，國際基本單位是kg（千克），故A錯(cuò)誤；BC．長度是國際單位制基本物理量，國際基本單位單位是m（米），故B錯(cuò)誤，C正確；D．力不是國際單位制基本物理量，N（牛）不是國際基本單位，故D錯(cuò)誤。故選C。7．D【詳解】A．以月亮為參考系，天王星是運(yùn)動(dòng)的，故A錯(cuò)誤；B．在研究月亮繞地球的運(yùn)動(dòng)周期時(shí)，月亮的大小和形狀對(duì)研究的問題屬于次要因素，可以忽略不計(jì)，可以把月亮看成質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C．“年”是時(shí)間單位，在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定質(zhì)量、長度、時(shí)間為三個(gè)基本量，故C錯(cuò)誤；D．速度、位移、加速度都是矢量，矢量既有大小又有方向，故D正確。故選D。8．D【詳解】A．“300千米/小時(shí)”指的是瞬時(shí)速度大小，故A錯(cuò)誤；B．“噸”不是國際單位制中的基本單位，故B錯(cuò)誤；C．武直-20減速下降過程中，飛行員具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．武直-20勻速上升過程中，座椅對(duì)飛行員支持力與飛行員的重力是一對(duì)平衡力，故D正確。故選D。9．B【詳解】由題意知應(yīng)力的單位為應(yīng)變無單位，故應(yīng)力與應(yīng)變比值的單位即應(yīng)力的單位。故選B。10．C【詳解】A．“噸、公里”是質(zhì)量、長度的單位，不是導(dǎo)出單位，故A錯(cuò)誤；B．“力箭一號(hào)”發(fā)射瞬間，加速度不為零，方向豎直向上，故B錯(cuò)誤；C．“力箭一號(hào)”發(fā)射瞬間，所攜帶的衛(wèi)星具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故C正確；D．發(fā)射過程中，攜帶的衛(wèi)星相對(duì)于“力