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课时11 力学单位制 牛顿运动定律的应用
第四章 运动和力的关系
目
录
1
一过考点
2
二过易错
3
三过典题
4
四过集训
1.力学单位制
力学中的基本物理量有三个,它们是 长度 、 质量 、 时间 ;国际单位制中它们的单位分别为 m 、 kg 和 s ,是基本单位.力学中其余物理量的单位都是根据物理公式推导出来的,为 导出单位 .基本单位和 导出单位 一起组成了单位制.
2.力和运动的关系
牛顿第二定律确定了物体 加速度 和力的关系:加速度的大小与物体 所受合力 的大小成正比,与物体的 质量 成反比;加速度的方向与物体 受到的合力 的方向相同.
长度
质量
时间
m
kg
s
导出单
位
导出单位
加速度
所受合力
质量
受到的合力
3.两类基本问题
(1)从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的 加速度 ,再通过运动学的规律确定物体的 运动 情况.
(2)从运动确定受力情况
如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的 加速度 ,结合受力分析,再根据牛顿第二定律确定物体的 受力 情况.
加速
度
运动
加速度
受力
1.在力学中,力是基本量,所以力的单位“牛顿”是基本单位. ( × )
2.物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的. ( √ )
3.物体受力后一定有加速度,物体的位移一定均匀增加. ( × )
4.在水平粗糙地面上匀速运动的物体,撤去外力后物体将立即静止. ( × )
×
√
×
×
1.单位制及其应用
(1)简化计算过程的单位表达:在解题计算时,已知量均采用国际单位制,计算过程中不用写出各个量的单位,只要在式子末尾写出所求量的单位即可.
(2)推导物理量的单位:物理公式确定了各物理量的数量关系的同时,也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位.
【例1】(2024届镇江合格性考试模拟)下列各组属于国际单位制的基本单位的是( C )
A.质量、长度、时间 B.力、时间、位移
C.千克、米、秒 D.牛顿、克、米
【解析】质量、长度、时间、力、位移指的是物理量,不是单位,A、B错误;千克、米、秒是国际单位制的基本单位,牛顿是导出单位,克不是基本单位,C正确,D错误.
C
【例2】(2024届沛县合格性考试模拟)下列仪器不能直接测量国际单位制中力学基本物理量的是( D )
A.三角板 B.秒表
D
C.托盘天平 D.弹簧测力计
【解析】国际单位制中,力学基本物理量是长度、时间、质量,图中测量仪器三角板、秒表、天平、弹簧测力计分别测量长度、时间、质量、力.其中不能直接测量国际单位制中力学基本物理量的是弹簧测力计,D正确.
2.已知物体的受力情况,求解物体的运动情况
解决这类题目的流程图如下:
【例3】(2024届江苏合格性考试模拟)发生交通事故进行事故分析的时候,刹车线的长度是重要的分析指标之一,在某次交通事故中,汽车刹车线的长度为12 m,假设汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.6(g取10 m/s2),则汽车刹车开始时的速度大小为( B )
A.6 m/s B.12 m/s C.16 m/s D.20 m/s
【解析】汽车做的是匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有f=-μmg=ma,解得a=-μg=-0.6×10 m/s2=-6 m/s2,由0-=2ax,代入数据解得v0=12 m/s,B正确.
B
【例4】(2023届南京合格性考试模拟)用30 N的水平外力F拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体,力F作用3 s后消失,则第5 s末物体的速度和加速度分别是( A )
A.v=4.5 m/s,a=0
B.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2
C.v=7.5 m/s,a=0
D.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2
A
【解析】物体做匀加速直线运动的加速度a== m/s2=1.5 m/s2,则3 s末的速度v=at=1.5×3 m/s=4.5 m/s.撤去外力后,加速度为零,速度不变,则a=0,速度v=4.5 m/s,A正确.
3.已知物体的运动情况,求解物体的受力情况
解决这类题目的流程图如下:
【例5】如图为水平匀速向右运动的传送带,一个物块以某一速度从左边冲上传送带,则物块运动的v-t图像不可能是( D )
A
B
C
D
D
【解析】设物块的质量为m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,如果物块相对传送带滑动,对物块,由牛顿第二定律得μmg=ma,解得物块的加速度大小a=μg保持不变;如果物块冲上传送带时的速度小于传送带的速度,物块相对于传送带滑动,物块做匀加速直线运动.如果传送带足够长,物块的速度与传送带的速度相等后它们一起做匀速直线运动,A可能;如果物块冲上传送带时的速度与传送带的速度相等,物块相对于传送带静止,它们一起做匀速直线运动,B可能;
如果物块冲上传送带时的速度大于传送带的速度,物块冲上传送带后做匀减速直线运动,如果传送带足够长,物块减速到与传送带速度相等后与传送带相对静止一起做匀速直线运动,如果传送带不足够长,物块减速运动到传送带右端后离开传送带,不论传送带是否足够长,物块的速度都不可能为零,C可能,D不可能.
1.(2024届江苏合格性考试模拟)下列不属于国际单位制基本单位的是( A )
A.N B.kg C.m D.s
2.(2023届扬州合格性考试模拟)一艘在太空飞行的宇宙飞船,开动推进器后受到的推力是800 N,开动5 s的时间,速度的改变量为2 m/s,则宇宙飞船的质量为( B )
A.1 000 kg B.2 000 kg
C.3 000 kg D.4 000 kg
A
B
3.水平地面上的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,一段时间后撤去F,其运动的v -t图像如图所示.若物体与地面间的滑动摩擦力的大小为f,则F的大小为( C )
A.F=f B.F=1.5f
C.F=2f D.F=3f
C
【解析】匀加速直线运动的加速度大小a1=,匀减速直线运动的加速度大小a2=,根据牛顿第二定律得F-f=ma1,f=ma2.因为a1=a2,所以F=2f,C正确.
4.(2024届江苏合格性考试模拟)小车从一斜面下滑,受到恒定的阻力,下列v -t图中能正确反映小车的运动情况的是( C )
A
B
C
D
C
【解析】小车从斜面下滑,受到恒定的阻力,根据牛顿第二定律可知,小车的加速度一定,因此小车沿斜面下滑时做初速度为零的匀加速直线运动,在v-t图像中倾斜的直线表示匀变速直线运动,可知能正确反映小车的运动情况的是C图.
5.(2024届南京合格性考试模拟)如图所示,在卸货过程中,自动卸货车静止在水平地面上,当车厢倾角θ=37°时,货物正沿车厢下滑.已知货物与车厢间的动摩擦因数为0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,则货物下滑的加速度大小为( A )
A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.6 m/s2 D.8 m/s2
A
6.(2024届江苏合格性考试模拟)冰壶比赛中,甲冰壶以某一初速度滑出,沿水平冰面匀减速滑行一段距离后停下;乙冰壶(与甲冰壶相同)以另一初速度滑出,沿同一冰面滑行的距离是甲冰壶滑行距离的2倍,则甲、乙两冰壶滑出的初速度大小的比值为( C )
A. B.1 C. D.2
【解析】甲、乙冰壶都做匀减速直线运动,由于在同一冰面上,根据牛顿第二定律有μmg=ma,可知加速度相等,根据运动学公式v2-0=2ax,可知==,A、B、D错误,C正确.
C