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第四节 力学单位制
【要点归纳】
知识点一、单位制和国际单位制
1．单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制．
2．国际单位制：国际通用的，包括一切计量领域的单位制．
3．国际单位制中的基本单位．
以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位．
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长度 l 米 m
质量 m 千克 kg
时间 t 秒 s
电流 I 安培 A
热力学温度 T 开(尔文) K
发光强度 I，(Iv) 坎(德拉) cd
物质的量 n，(v) 摩(尔) mol
4.在力学范围内，国际单位制中的基本量为：长度、质量、时间。相应的基本单位为：米、千克、秒。一些常用单位，如厘米、克、升、千米每小时等属单位制中的常用单位．
注：国际单位制中的基本单位导出的导出单位仍是国际单位，常用基本单位导出的导出单位仍是常用单位．
5．选取基本单位的原则
基本单位的选择应符合下列原则：
①由最少的基本单位来构成最多的导出单位．
②有很高的精确度，并有长期的稳定性和重复性．
③互相独立．
知识点二、单位制的作用
1．根据单位制的基本单位和导出单位，可以利用公式推导出其他物理量的单位，并确定该公式的比例常数．
如在国际单位制中，根据牛顿第二定律定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力为1 N，即1 N＝1 kg·m/s2，这时F＝kma中，k＝1所以F＝ma.
2．根据物理量的单位发现错误．
在查阅资料或进行计算的过程中，如果发现某公式在单位上有问题，或所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．
3．简化计算过程：
在物理计算中，如果问题中的已知量的单位都用同一单位制表示时，计算结果也一定是用同一单位制表示的．因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个量的单位，只要在数字后面写出正确的单位就可以了．
4．比较两个量的大小：单位不同的两个量只从数值上来看有时很难比较它们的大小，这时将它们统一单位，问题就会一目了然．
知识点三、组合单位的读法
组合单位的中文名称与其符号表示的顺序一致，在只有名称而不出现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致．如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词；符号中的除(斜线和出现的负指数)，名称中对应的词为“每”字，“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关．例如：力矩的SI单位名称为“牛顿米”(其符号为N·m)；密度的SI单位名称为“千克每立方米”(其符号为kg/m3). .
【真题演练】
1．(2020-2021学年陕西省西安市长安区第一中学高一(上)期末)2020年7月20日消息，近日俄军最新型的图-160M战略轰炸机首飞，飞行过程持续34分钟，飞行高度为1500米，能搭载多达40吨的各型炸药。在这则新闻中涉及了质量、长度和时间及其单位，在国际单位制中，下列说法中正确的是( )
A．新闻中涉及的“34分钟、1500米和40吨”中，只有米是国际单位制中的基本单位
B．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，所以“牛顿”是国际单位制中的基本单位
C．秒是国际单位制中力学三个基本物理量之一，而天只是时间的单位
D．两个或更多的符号表示的单位一定是导出单位
【解析】 A．在国际单位制中，长度、质量、时间三个物理量被选作力学的基本物理量，力学的三个基本单位分别是米、千克、秒，故A正确；
B．“千克米每二次方秒”是由推导出来的，是国际单位制中的导出单位，为了纪念牛顿把它定义为牛顿，故B错误；
C．国际单位制中力学三个基本物理量是：长度、质量、时间，而秒、天只是时间的单位，故C错误；
D．只用一个符号表示的单位不一定是基本单位，例如，牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位，而是导出单位。两个或更多的符号表示的单位也可能是基本单位，例如千克(kg)就是基本单位，故D错误。故选A。
【答案】 A
2．(2020-2021学年黑龙江省哈尔滨市哈师大附中高一(上)期末)声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关．根据单位制，下列关于空气中声速的表达式(k为比例系数，无单位)正确的是( )
A．v＝ B．v＝
C．v＝ D．v＝
【解析】 传播速度v的单位m/s，密度ρ的单位kg/m3，P的单位kg/m s2，所以的单位是m2/s2，的单位是m/s，k无单位，所以的单位与v的单位相同．故选B．
【答案】 B
3．(2020-2021学年广东省广州市第六中学高一(上)期末)下列说法正确的是( )
A．用“宁停三分，不抢一秒”进行安全教育，“三分”指的是时间间隔，“一秒”指的是时刻
B．牛顿第一定律不可能用实验直接验证
C．“质量、长度、时间”属于国际单位制的基本单位
D．观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，可以把航空母舰看成质点
【解析】 A．“三分”和“一秒”指的均是时间，A错误；
B．牛顿第一定律表述的是物体不受外力作用时的运动规律，自然界中不受外力的物体是不存在的，所以不可以用实验直接验证，B正确；
C．“质量、长度、时间”这三个物理量的单位是属于国际单位制的基本单位，C错误；
D．在航空母舰上的舰载飞机起飞时，航空母舰不能看做质点，D错误。故选B。
【答案】 B
4．(2020-2021学年广东省深圳市深圳中学高一(上)期末)下列说法中正确的是( )
A．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g
B．完全失重下的物体没有惯性
C．牛顿第二定律在非惯性系中也成立
D．厘米是基本单位
【解析】 A．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，不可以是g，A错误；
B．质量是惯性大小的量度，无论物体处于超重还是失重状态，只要质量不变，惯性就不变，B错误；
C．牛顿第二定律只适用于惯性系，而不适用于非惯性系，C错误；
D．在国际单位制中，有七个基本单位，长度的单位是基本单位，厘米是长度的单位，因此是基本单位，D正确。故选D。
【答案】 D
5．(2020-2021学年天津市和平区耀华中学高一(上)期末)下列说法中正确的是( )
A．物体所受合外力为零时,物体的速度必为零
B．物体所受合外力越大,则加速度越大,速度也越大
C．物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致
D．物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同
【解析】 A、根据牛顿第二定律可知：合外力为零，加速度一定为零，但速度不一定为零．比如匀速直线运动．故A错误．
B、根据牛顿第二定律可知：合外力越大，加速度越大，而速度与合外力没有直接的关系，不一定越大．故B错误．
C、D加速度方向一定与合外力方向相同，而速度方向不一定与合外力方向相同，比如平抛运动、匀速圆周运动．故C错误，D正确．故选D。
【答案】 D
6．(2020-2021学年天津市和平区耀华中学高一(上)期末)下列仪器中，不属于国际单位制中基本单位所对应物理量的测量工具是( )
A． B．
C． D．
【解析】 A．刻度尺测量长度，而长度是国际单位制中三个力学基本物理量，故A不符合题意。
B．天平测量质量，质量是国际单位制中三个力学基本物理量，故B不符合题意。
C．弹簧测力计测量力，力不属于直接测量国际单位制中三个力学基本单位对应的物理量，故C符合题意。
D．秒表测量时间，时间是国际单位制中三个力学基本物理量，故D不符合题意。
【答案】 C
7．(2020-2021学年江西省南昌市第十中学高一(上)期末)下列关于单位制的说法中正确的是( )
A．牛顿是物理学中的基本物理单位
B．长度是国际单位制中的基本单位
C．kg m/s是国际单位制中的导出单位
D．时间的单位小时是国际单位制中的基本单位
【解析】 A．牛顿不是物理学中的基本物理单位，所以A错误；
B．长度是物理量不是单位，所以B错误；
C．kg m/s是国际单位制中的导出单位，所在C正确；
D．时间的单位秒是国际单位制中的基本单位，所以D错误；故选C。
【答案】 C
8．(2020-2021学年福建省莆田市仙游县第一中学高一(上)期末)下列说法正确的是( )
A．当火车加速离开车站时，它的惯性越来越大
B．物体若不受任何力的作用，则一定处于静止状态
C．物体的运动状态发生了改变，则它的速度一定发生了变化
D．在力学中，国际单位制规定力、质量、时间为三个基本物理量
【解析】 A．当火车加速离开车站时，它的质量一定，故惯性不变，A错误；
B．物体若不受任何力的作用，加速度为零，保持静止状态或者保持匀速直线运动状态，B错误；
C．速度是描述物体运动状态的特征物理量，故物体的运动状态发生了改变，它的速度一定发生了变化，C正确；
D．力学中，国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量，D错误。故选C。
【答案】 C
9．(2020-2021学年安徽省合肥市一六八中学高一(上)期末)杠杆的平衡条件是“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”，如果将“力乘以力臂”定义为“力矩”，则杠杆的平衡条件可以概括为“动力矩等于阻力矩”，由此可见，引入新的物理量往往可以简化对规律的叙述，更便于研究或描述物理问题，根据你的经验，力矩的单位如果用单位制中的基本单位表示应该是( )
A．N·m B．N·s C．kg·m·s-1 D．kg·m2·s-2
【解析】 “力矩”定义为“力乘以力臂”，采用国际单位制的基本单位，力的单位为“”，力臂的单位为“m”，所以力矩的单位为kg·m2·s-2，故D正确，ABC错误．故选D．
【答案】 D
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第四节 力学单位制
【要点归纳】
知识点一、单位制和国际单位制
1．单位制： 和 一起组成单位制．
2．国际单位制：国际通用的，包括一切 领域的单位制．
3．国际单位制中的基本单位．
以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位．
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长度 l
质量 m
时间 t
电流 I
热力学温度 T
发光强度 I，(Iv)
物质的量 n，(v)
4.在力学范围内，国际单位制中的基本量为：长度、质量、时间。相应的基本单位为： 、 、 。一些常用单位，如厘米、克、升、千米每小时等属单位制中的常用单位．
注：国际单位制中的基本单位导出的导出单位仍是国际单位，常用基本单位导出的导出单位仍是常用单位．
5．选取基本单位的原则
基本单位的选择应符合下列原则：
①由最少的基本单位来构成最多的导出单位．
②有很高的精确度，并有长期的 和 ．
③互相独立．
知识点二、单位制的作用
1．根据单位制的基本单位和导出单位，可以利用公式推导出其他物理量的单位，并确定该公式的比例常数．
如在国际单位制中，根据牛顿第二定律定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力为1 N，即1 N＝1 ，这时F＝kma中，k＝1所以F＝ma.
2．根据物理量的单位发现错误．
在查阅资料或进行计算的过程中，如果发现某公式在单位上有问题，或所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．
3．简化计算过程：
在物理计算中，如果问题中的已知量的单位都用同一单位制表示时，计算结果也一定是用同一单位制表示的．因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个量的单位，只要在数字后面写出正确的单位就可以了．
4．比较两个量的大小：单位不同的两个量只从数值上来看有时很难比较它们的大小，这时将它们统一单位，问题就会一目了然．
知识点三、组合单位的读法
组合单位的中文名称与其符号表示的顺序一致，在只有名称而不出现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致．如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词；符号中的除(斜线和出现的负指数)，名称中对应的词为“ ”字，“ ”字只出现一次而与分母中的单位多少无关．例如：力矩的SI单位名称为“牛顿米”(其符号为N·m)；密度的SI单位名称为“千克每立方米”(其符号为kg/m3). .
【真题演练】
1．(2020-2021学年陕西省西安市长安区第一中学高一(上)期末)2020年7月20日消息，近日俄军最新型的图-160M战略轰炸机首飞，飞行过程持续34分钟，飞行高度为1500米，能搭载多达40吨的各型炸药。在这则新闻中涉及了质量、长度和时间及其单位，在国际单位制中，下列说法中正确的是( )
A．新闻中涉及的“34分钟、1500米和40吨”中，只有米是国际单位制中的基本单位
B．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，所以“牛顿”是国际单位制中的基本单位
C．秒是国际单位制中力学三个基本物理量之一，而天只是时间的单位
D．两个或更多的符号表示的单位一定是导出单位
2．(2020-2021学年黑龙江省哈尔滨市哈师大附中高一(上)期末)声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关．根据单位制，下列关于空气中声速的表达式(k为比例系数，无单位)正确的是( )
A．v＝ B．v＝
C．v＝ D．v＝
3．(2020-2021学年广东省广州市第六中学高一(上)期末)下列说法正确的是( )
A．用“宁停三分，不抢一秒”进行安全教育，“三分”指的是时间间隔，“一秒”指的是时刻
B．牛顿第一定律不可能用实验直接验证
C．“质量、长度、时间”属于国际单位制的基本单位
D．观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，可以把航空母舰看成质点
4．(2020-2021学年广东省深圳市深圳中学高一(上)期末)下列说法中正确的是( )
A．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g
B．完全失重下的物体没有惯性
C．牛顿第二定律在非惯性系中也成立
D．厘米是基本单位
5．(2020-2021学年天津市和平区耀华中学高一(上)期末)下列说法中正确的是( )
A．物体所受合外力为零时,物体的速度必为零
B．物体所受合外力越大,则加速度越大,速度也越大
C．物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致
D．物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同
6．(2020-2021学年天津市和平区耀华中学高一(上)期末)下列仪器中，不属于国际单位制中基本单位所对应物理量的测量工具是( )
A． B．
C． D．
7．(2020-2021学年江西省南昌市第十中学高一(上)期末)下列关于单位制的说法中正确的是( )
A．牛顿是物理学中的基本物理单位
B．长度是国际单位制中的基本单位
C．kg m/s是国际单位制中的导出单位
D．时间的单位小时是国际单位制中的基本单位
8．(2020-2021学年福建省莆田市仙游县第一中学高一(上)期末)下列说法正确的是( )
A．当火车加速离开车站时，它的惯性越来越大
B．物体若不受任何力的作用，则一定处于静止状态
C．物体的运动状态发生了改变，则它的速度一定发生了变化
D．在力学中，国际单位制规定力、质量、时间为三个基本物理量
9．(2020-2021学年安徽省合肥市一六八中学高一(上)期末)杠杆的平衡条件是“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”，如果将“力乘以力臂”定义为“力矩”，则杠杆的平衡条件可以概括为“动力矩等于阻力矩”，由此可见，引入新的物理量往往可以简化对规律的叙述，更便于研究或描述物理问题，根据你的经验，力矩的单位如果用单位制中的基本单位表示应该是( )
A．N·m B．N·s C．kg·m·s-1 D．kg·m2·s-2
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