第4章第4節(jié) 力學單位制- 2025高一物理同步自學講練資料

試卷第=page22頁，共=sectionpages44頁高一物理同步自學講練資料——新教材第四章《力學單位制》【學習任務】1．能識別基本量、基本單位、導出單位，了解單位制。2．知道國際單位制以及國際單位制中三個力學基本單位。3．認識國際單位制在物理計算和公式檢驗中的應用。4．提升學生的自主探究能力和發(fā)散思維能力。【知識梳理】(1)單位制：（）和（）一起組成了一個單位制。①基本量：在物理學中，只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導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。力學中的基本量有三個，它們是（）、（）、（），它們的單位千克、秒、米就是基本單位。③導出量和導出單位：由（）根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量叫作導出量，推導出來的相應單位叫作導出單位。(2)國際單位制的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安[培]A熱力學溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n摩[爾]mol發(fā)光強度I坎[德拉]cd【反饋練習】判斷題1．思考判斷（1）物體減速時，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）物體加速度由運動狀態(tài)決定，與所受力無關(guān)。()（4）物體加速度減小時，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，屬于導出單位。()【反饋答案】1．正確正確錯誤錯誤正確錯誤【詳解】（1）加速度方向與速度方向相反時物體做減速運動，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，與運動狀態(tài)無關(guān)，錯誤。（4）物體加速度減小時，如果加速度與速度方向同向時速度增加，反向時速度減小，錯誤。（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）牛頓為力學導出單位，錯誤。2．錯誤正確【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，另四個都是基本量的單位，故說法錯誤；（2）力是非基本量，其單位屬于導出單位，由牛頓第二定律可知，1N=1kg˙m/s2，故說法正確?！菊J知提升】知識點1：單位制1.基本量在物理學中，只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導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，在力學中選長度、質(zhì)量、時間為基本量。2.基本單位與導出單位（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，時間的基本單位有小時、分和秒等。（2）導出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量的單位，叫作導出單位.若位移選用米、時間選用秒為單位，由速度公式推導出來的速度的單位就是米每秒;若位移選用千米、時間選用小時為單位，則速度的單位為千米每小時。米每秒和千米每小時均為導出單位.3.單位制基本單位和導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屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領(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基本物理量和相應的國際單位制中的基本單位。物理量名稱長度質(zhì)量時間電流熱力學溫度物質(zhì)的量發(fā)光強度物理量符號lmtITnI（Iv）單位名稱米千克秒安(培)開(爾文)摩(爾)坎(德拉)單位符號mkgsAKmolcd（1）只用一個符號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，除七個基本以外的單位都是導出單位。5.力學單位制的分類力學中的國際單位制基本單位和部分導出單位如下：（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交往.為了建立一種簡單、科學、實用的計量單位制，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屆國際計量大會上得到通過，并推薦各國釆用。（2）力學研究的是物體在運動過程中力與運動的關(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）以及時間,必然與物體受力后的運動變化聯(lián)系得最密切、最普遍，所以質(zhì)量、長度和時間在力學中有最基本的地位，用這三個量作為基本量可使基本單位的數(shù)目最少，所以在力學中規(guī)定kg、m、s為國際單位制中的基本單位。知識點2：單位制的應用1.簡化計算過程的單位表達在解計算題時，已知量均采用國際單位制，計算過程中不用寫出各個量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可。2.推導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物理量不同值的大小時，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，公式肯定是錯誤的。選取長度L、質(zhì)量M和時間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)學表達式中的比例常數(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，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。利用量綱式檢驗公式是否正確一同學在閱讀同步衛(wèi)星的相關(guān)資料時發(fā)現(xiàn)一個式子，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)星繞地心運動一周的時間,c是地球表面處的重力加速度，根據(jù)物理量與單位的對應關(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【精準練習】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量達1.56億噸，超過其設計通過能力的56％。以上信息涉及了時間、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、貨運量達1.56億噸，單位“噸”是國際單位制中的導出單位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出單位2．下列說法正確的是（）A．在研究足球名將梅西踢點球的動作時，可視梅西為質(zhì)點B．在研究梅西踢出的遠射球的飛行路徑時，可視足球為質(zhì)點C．在國際單位制中，力學的基本單位有牛頓、千克、米、秒D．做勻加速運動的物體，其慣性隨物體運動速度的增大均勻減小3．小明同學在推導某物體位移計算式時，得到的表達式是：，關(guān)于這個位移表達式，下列說法正確的是（

）A．該表達式一定正確B．該表達式一定錯誤C．各物理量只有采用國際單位制單位，該表達式才正確D．若各物理量采用其他單位制單位，該表達式可能正確4．下列說法正確的是（）A．在國際單位制中，力學的基本單位是千克、牛頓、米B．只研究汽車行駛時車輪上螺絲釘?shù)倪\動軌跡時，可以把汽車視為質(zhì)點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08分，神舟十五號載人飛船發(fā)射升空，“2022年11月29日23時08分”是指時刻5．關(guān)于下列說法中錯誤的是（）A．在國際單位制中規(guī)定“長度”對應的基本單位是千米B．速度的變化量、加速度、重力都是屬于矢量C．教練研究運動員跑步姿勢時不能將運動員視為質(zhì)點D．男子100米飛人大戰(zhàn)，蘇炳添以9秒83的成績進入決賽。這里提到的“9秒83”指的是時間6．千古一帝秦始皇滅六國，把中國推向大一統(tǒng)時代。他統(tǒng)一了度量衡和文化，促進了全國各地方之間的經(jīng)貿(mào)交流和科技進步，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，促進國際交往的進一步發(fā)展，國際計量大會制定了世界通用的國際單位制，根據(jù)高中所學內(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，下次觀看的機會要16年以后。國家空間天氣監(jiān)測預警中心利用望遠鏡和準確的跟蹤系統(tǒng)，拍攝了天王星逐漸被月亮擋住的過程。下列關(guān)于運動的說法正確的是（）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動，任何情況下都不能把月亮看成質(zhì)點C．“年”是時間單位，在力學范圍內(nèi)，規(guī)定質(zhì)量、力、時間為三個基本量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，它是我國自主研發(fā)的10噸級通用直升機，最大飛行速度可達300千米/小時，作戰(zhàn)半徑大于400千米，實用升限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”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，座椅對飛行員的支持力與飛行員的重力是一對平衡力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，叫應力，叫應變，應力與應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為（

）A． B． C． D．10．2022年7月27日由中國科學院力學研究所研制的“力箭一號”（ZK—1A）運載火箭在酒泉衛(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)星送入預定軌道?！傲惶枴边\載火箭是四級固體運載火箭，起飛重量135噸，起飛推力200噸，總長30米，芯級直徑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載能力1500公斤。下列說法正確的是（）A．“噸、公里”是導出單位B．“力箭一號”發(fā)射瞬間，加速度為零C．“力箭一號”發(fā)射瞬間，所攜帶的衛(wèi)星處于超重狀態(tài)D．“力箭一號”發(fā)射過程中，所攜帶的衛(wèi)星相對于“力箭一號”是運動的二、多選題11．下列說法正確的是（）A．牛頓三大運動定律都是實驗定律，均可以通過實驗來驗證B．一對平衡力的性質(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．力學中有三個基本單位，分別是“千克”，“米”，“秒”D．乘車定要系上安全帶，因為安全帶可通過減小慣性來保護你的安全三、解答題12．在學習了力學單位制之后，小剛同學由G=mg，得g的單位N/kg，可是小強同學由自由落體v=gt得g的單位為m/s2。二人爭執(zhí)不下，都認為自己導出的單位正確。請你幫他們解決這個問題。13．由于天體之間的距離遙遠，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)軌道半徑對應的視角為1?（度）時的距離，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．對流體從水管中射出時的反作用力，有人寫出一個表達式：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，這個表達式有問題嗎？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@個復合單位寫成基本單位的組合形式是________。若牛頓第二定律表達式中各量不選用國際單位制，則公式形應為F=kma，顯然公式中的k值由各物理量________決定的?！揪珳示毩晠⒖即鸢浮?．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，如動摩擦因數(shù)μ就沒有單位，A錯誤；B．在國際單位制中，長度、質(zhì)量、時間三個物理量被選作力學的基本物理量，長度不是基本單位，力學的三個基本單位分別是米、千克、秒，B錯誤；C．“噸”是質(zhì)量的一個單位，但不是國際單位制中的單位，C錯誤；D．力的單位牛頓是導出單位,是根據(jù)牛頓第二定律推導出來的，是導出單位，D正確。故選D。2．B【詳解】A．在研究足球名將梅西踢點球的動作時，不可以忽略運動員的動作細節(jié)，故不能將其視為質(zhì)點，A錯誤；B．在研究梅西踢出的遠射球的飛行路徑時，可忽略足球的大小，故可視足球為質(zhì)點，B正確；C．在國際單位制中，力學的基本單位有千克、米、秒，C錯誤；D．慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)、受力情況等都無關(guān)，D錯誤。故選B。3．B【詳解】位移x的單位是m，根據(jù)表達式可得單位為由此可知等號左邊是長度單位m，而右邊單位是速度的單位m/s，所以結(jié)果一定是錯誤的，選用的單位制不同只會影響系數(shù)，故選B。4．D【詳解】A．在國際單位制中，力學的基本單位是千克、秒、米，A錯誤；B．只研究汽車行駛時車輪上螺絲釘?shù)倪\動軌跡時，汽車的大小不能忽略，不可以把汽車視為質(zhì)點，B錯誤；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錯誤；D．2022年11月29日23時08分，神舟十五號載人飛船發(fā)射升空，“2022年11月29日23時08分”是指時刻，D正確。故選D。5．A【詳解】A．在國際單位制中規(guī)定“長度”對應的基本單位是米，故A錯誤，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．教練研究運動員跑步姿勢時，運動員的大小不能忽略，不能將運動員視為質(zhì)點，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的成績進入決賽。這里提到的“9秒83”指的是時間，故D正確，不符題意。本題選錯誤的，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錯誤。故選C。7．D【詳解】A．以月亮為參考系，天王星是運動的，故A錯誤；B．在研究月亮繞地球的運動周期時，月亮的大小和形狀對研究的問題屬于次要因素，可以忽略不計，可以把月亮看成質(zhì)點，故B錯誤；C．“年”是時間單位，在力學范圍內(nèi)，規(guī)定質(zhì)量、長度、時間為三個基本量，故C錯誤；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”指的是瞬時速度大小，故A錯誤；B．“噸”不是國際單位制中的基本單位，故B錯誤；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錯誤；D．武直-20勻速上升過程中，座椅對飛行員支持力與飛行員的重力是一對平衡力，故D正確。故選D。9．B【詳解】由題意知應力的單位為應變無單位，故應力與應變比值的單位即應力的單位。故選B。10．C【詳解】A．“噸、公里”是質(zhì)量、長度的單位，不是導出單位，故A錯誤；B．“力箭一號”發(fā)射瞬間，加速度不為零，方向豎直向上，故B錯誤；C．“力箭一號”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)星相對于“力