4.4力学单位制基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)必修第一册
一、选择题(共15题)
1.下列说法正确的是
A.高速运动的物体不容易停下来,是因为高速运动的物体惯性大
B.物体受到的合力减小,速度一定减小
C.在力学单位制中,基本单位为m、g、s
D.向下运动的物体可能处于超重状态
2.在国际单位制(SI)中,下列属于基本单位的是( )
A.牛顿 B.克 C.米 D.米/秒
3.下列说法中正确的是( )
A.静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用;摩擦力都与正压力成正比
B.有摩擦力存在时一定有弹力,受滑动摩擦力的物体一定在运动
C.由于月球的重力加速度是地球的所以,同一物体从地球搬到月球表面,其惯性减小
D.国际单位制中力学范畴的基本单位是米(m)、千克(kg)、秒(s)
4.下列单位与牛顿等价的有( )
A.kg·m/s2 B.kg·m·s2 C.kg·m/s D.m2/kg·s
5.下列单位是国际单位制中的基本单位,而且既可以是标量也可以是矢量的单位是( )
A. B. C. D.
6.在国际单位制中,力学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、压强P的单位用上述基本单位可表示为( )
A. B. C. D.
7.在国际单位制中,力学的三个基本单位是( )
A.秒、牛顿、米 B.秒、牛顿、千克
C.千克、牛顿、米 D.千克、米、秒
8.下列测量工具中不能直接测量国际单位制基本物理量的是
A.弹簧测力计
B.秒表
C.刻度尺
D.天平
9.下列说法正确的是( )
A.在国际单位制中,“牛顿”是力学的三个基本单位之一
B.时间、质量和路程都是标量,位移、速度和力都是矢量
C.只有细小的物体才能看成质点
D.小球做自由落体运动时,惯性不断增大
10.下列说法正确的是( )
A.质量分布均匀、形状规则的物体,其重心一定在物体上
B.根据公式可知,动摩擦因数跟滑动摩擦力成正比,跟正压力成反比
C.运动的物体可以受到静摩擦力作用,并且静摩擦力一定垂直于接触面间正压力
D.米、千克、秒、牛顿都是国际单位制中的基本单位
11.下列关于力学单位制的说法中正确的是( )
A.在有关力学的分析计算中,只能采用国际单位,不能采用其他单位
B.力学单位制中,其单位选为基本单位的物理量有长度、质量和速度
C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒
D.所有导出单位都不可用基本单位表示
12.天然气水合物即可燃冰,常见于深海沉积物或陆上永久冻土中,其分布广泛、总量巨大、能量密度高,而成为未来主要替代能源。我国可燃冰资源十分丰富,有着巨大的发展前景。其中能量密度为单位体积内所包含的能量,若用国际单位制基本单位的符号来表示它的单位,正确的是( )
A.J/m3 B. C. D.
13.质量m=20 g的物体,测得它的加速度a=20 cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位,下列运算既正确又规范简洁的是( )
A.F=ma=20×20=400 N
B.F=ma=0.02×0.2=0.004 N
C.F=ma=0.02 kg×0.2 m/s2=0.004 N
D.F=ma=0.02×0.2 N=0.004 N
14.下列单位中,哪个是国际单位制中的基本单位 ( )
A.牛 B.千克 C.瓦 D.焦耳
15.下列属于国际单位制中的基本单位的是( )
A.牛顿 B.千克 C.分米 D.小时
二、填空题(共4题)
16.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。
(1)国际单位制中的基本量
国际单位制中选定______、______、______、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)、发光强度(I)七个量为基本量。
(2)国际单位制中的力学基本单位
长度l,单位:______;质量m,单位:______;时间t,单位:______。
17.力的单位
(1)力的国际单位:牛顿,简称____,符号为N。
(2)“牛顿”的定义:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N,即1N=_____。
(3)在质量的单位取kg,加速度的单位取m/s2,力的单位取N时,F=kma中的k=____,此时牛顿第二定律可表示为F=_____。
18.基本单位
(1)基本量:被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的______的一些物理量,如力学中有长度、质量、时间。
(2)基本单位:所选定的______的单位,在力学中,选定______、______和______这三个物理量的单位为基本单位。
长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等。
质量的单位有克(g)、千克(kg)等。
时间的单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等。
(3)导出单位:由基本量根据______推导出来的其他物理量的单位,例如速度的单位“米每秒”(m/s)、加速度的单位“米每二次方秒”(m/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2)。
(4)单位制:______单位和______单位一起就组成了一个单位制。
19.国际单位制规定________、米、_________为三个力学基本单位
三、综合题(共4题)
20.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量与弹力成正比,即,的值与橡皮筋未受到拉力时的长度、横截面面积S有关,理论与实践都表明,其中是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。
(1)在国际单位制中,杨氏模量的单位应该是______。
A. B. C. D.
(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量的值.首先测出不挂砝码时橡皮筋下端对应的标尺刻度,然后在橡皮筋下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出橡皮筋下端对应的标尺刻度,所得数据如下表:(重力加速度取)
砝码质量 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
标尺刻度 15.00 18.94 22.80 26.78 30.66 34.60 38.56 45.00 56.50
根据所测数据,在图乙中作出标尺刻度与砝码质量的关系曲线_________。
(3)利用测量工具测得橡皮筋的长度,橡皮筋未受到拉力时的直径,那么根据所测的数据推测,这种橡皮筋的杨氏模量______(保留两位有效数字)。
21.在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时,一个同学解得某物体移位(),请你用单位制的知识检查,说明这一结果是否可能正确。
22.一次小明在做物理作业时,推导出某物体运动时的位移x,初速度v0 ,加速度a和时间t之间有下面的关系:x=v0t2+at3,小明以为发现了一条新的运动规律,高兴地拿去给老师看.老师一看,立即遗憾地告诉他,这个公式是错误的!不可能有满足这个公式的运动.聪明的同学,你能很快看出该式的错误吗?
23.质量为1.5 t的汽车在前进中受到的阻力是车重的 ,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5s内速度由36 km/h增至54 km/h。求汽车发动机的牵引力的大小。(g取10 m/s2)
参考答案
1.D
【分析】
考查惯性、加速度与速度的关系、力学单位制、超失重.
【详解】
A.质量是惯性大小的唯一量度,惯性与运动状态无关,A错误;
B.物体受到的合力减小,加速度减小,但可能加速度方向与速度方向相同,速度增大,B错误;
C.力学单位制中,长度单位是米(m),质量的单位是千克(kg),时间单位是秒(s),C错误;
D.向下减速的物体,加速度向上,超重,D正确;故选D.
2.C
【详解】
单位制包括基本单位和导出单位,规定的基本量的单位叫基本单位,国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
故选C。
3.D
【详解】
AB.产生摩擦力需要接触面粗糙同时有挤压的弹力,还有相对运动趋势或相对运动,静止的物体也可以受到滑动摩擦力,如一物体在粗糙桌面上滑行,静止的桌子受到滑动摩擦力作用;而滑动摩擦力大小跟压力成正比,而静摩擦力与压力不一定成正比,选项AB错误;
C.在月球上物体受到的重力是地球上的,而物体本身的质量是不变的;惯性只与质量有关,故惯性不变,选项C错误;
D.力学中的三个基本单位是m(米)、kg(千克)、s(秒);它们分别是长度、质量、时间的单位,选项D正确。
故选D。
4.A
【详解】
使1kg的物体产生1m/s2的力定义为1牛顿的力,所以,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.B
【详解】
A.是导出单位,故A错误;
B.m是国际单位制中的基本单位,是标量路程的单位,也是矢量位移的单位,故B正确;
CD.是标量电流的单位,是标量质量的单位,故CD错误。
故选B。
6.B
【详解】
压强定义式为
它的单位是帕斯卡(Pa),根据牛顿第二定律
知
而面积S的单位是m2。所以
故选B。
7.D
【详解】
力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为米、千克、秒。
故选D。
8.A
【详解】
长度、时间、质量是三个力学基本物理量,刻度尺是测量长度的仪器,天平是测量质量的仪器,秒表是测量时间的仪器,弹簧秤是测量力的仪器,力不是基本物理量,本题选不属于国际单位制基本物理量测量工具的,故选弹簧测力计;
A. 弹簧测力计,与结论相符,选项A正确;
B.秒表,与结论不相符,选项B错误;
C.刻度尺,与结论不相符,选项C错误;
D.天平,与结论不相符,选项D错误;
9.B
【详解】
A.在国际单位制中,“牛顿”是力学的导出单位,故A错误;
B.时间、质量和路程只有大小没有方向,都是标量;位移、速度和力既有大小又有方向,都是矢量,故B正确;
C.质点跟物体本身的大小无关,跟研究的问题有关,物体大小形状对研究的问题没有影响时,可以看成质点,故C错误;
D.惯性只跟物体质量有关,跟物体的运动状态无关,故D错误。
故选B。
10.C
【详解】
A.质量分布均匀、形状规则的物体,其重心不一定在物体上,例如质量分布均匀的球壳,选项A错误;
B.动摩擦因数是由接触面之间的材料决定的,跟滑动摩擦力以及正压力均无关,选项B错误;
C.运动的物体可以受到静摩擦力作用,并且静摩擦力一定垂直于接触面间正压力,选项C正确;
D.米、千克、秒都是国际单位制中的基本单位、牛顿是导出单位,选项D错误。
故选C。
11.C
【详解】
A.在有关力学的分析计算中,只要采用同一单位制即可,不是必须采用国际单位制,A错误;
B.力学单位制中,其单位选为基本单位的物理量有长度、质量和时间,B错误;
C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒,C正确;
D.有些导出单位可用基本单位来表示,如速度、加速度的单位,D错误。
故选C。
12.C
【详解】
能量密度为单位体积内所包含的能量,能量的单位是J,体积的单位是m ,则能量密度的单位
故ABD错误,C正确。
故选C。
13.D
【详解】
统一单位制
m=20 g=0.02 kg,a=20 cm/s2=0.2 m/s2
由牛顿第二定律可得
F=ma=0.02×0.2 N=0.004 N
故选D。
14.B
【详解】
A.牛是由牛顿第二定律F=ma推导出的单位,是导出单位,故A不符合题意;
B.千克是质量的单位,是国际单位制中的基本单位,故B符合题意;
C.瓦是由推导出的单位,是导出单位,故C不符合题意
D.焦耳是由W=Fx推导出的单位,是导出单位,故D不符合题意。
故选B。
15.B
【详解】
在力学单位中,国际单位制中的基本单位有:千克,米,秒,而牛顿是导出单位。
故选B。
16.长度(l) 质量(m) 时间(t) m kg s
【详解】
略
17.牛 1kg·m/s2 1 ma
【详解】
略
18.单位 基本量 长度 质量 时间 物理关系 基本 导出
【详解】
略
19.千克 秒
【详解】
[1][2]力学中质量、长度、时间是基本物理量,国际单位制规定质量的千克、长度的单位米、时间的单位秒为三个力学基本单位。
20.D (或)
【详解】
(1)[1]在弹性限度内,弹力与伸长量成正比
由题意可知
则
解得杨氏模量
各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是
故D正确,ABC错误。
(2)[2]如图,前5格是直线,后端是平滑曲线
(3)[3]根据图像可以看出,在开始的一段范围内,满足胡克定律,可得橡皮筋的劲度系数
根据
求得
21.题中结果错误,见解析
【详解】
在力学单位制中,力的单位是,质量的单位是,时间的单位是,据此题中位移表达式的右边的单位可换算为
而是速度的单位,不是位移单位,故题中结果错误。
22.见解析;
【详解】
作为表示物理规律的方程,它两边的单位必须是相同的.不妨设速度、加速度、时间分别是1 m/s、1 m/s2、1 s代入x=v0t2+at3中得:
x=1 m/s×(1 s)2+×1 m/s2×(1 s)3=m·s
我们知道,位移的单位是米,可见上式中左右两边单位不同,因此,可判断公式x=v0t2+at3是错误的,不可能有什么运动服从它.
23.2.25×103 N
【详解】
计算时把各物理量的单位统一到国际单位制中
代入以上数据,计算得
F=2.25×103 N