粤教版物理必修1课时训练 23力学单位

课时训练23　力学单位
基础夯实
1.在国际单位制中,力学的三个基本单位是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.kg、m、m/s2
B.kg、m/s、N
C.kg、m、s
D.kg、m/s2、N
答案:C
解析:在国际单位制中,力学的三个基本单位分别是质量、长度和时间的单位千克、米和秒.
2.测量国际单位制中规定的三个力学基本物理量,可用的一组仪器是(　　)
A.刻度尺、测力计、秒表
B.刻度尺、测力计、打点计时器
C.量筒、天平、秒表
D.刻度尺、天平、秒表
答案:D
3.关于国际单位制,下列说法不正确的是(　　)
A.国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制
B.各国均有不同的单位制,国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制
C.国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位
D.国际单位制中的基本物理量有长度、能量、时间
答案:D
解析:国际单位制中的基本物理量没有能量,D选项错误.
4.(多选)下列物理量中,其单位属于基本单位的是(　　)
A.力
B.时间
C.位移
D.速度
答案:BC
解析:力和速度的国际单位分别是牛顿(N)和米每秒(m/s),它们都是导出单位,选项A、D错误;时间和位移的国际单位分别是秒(s)和米(m),它们都是基本单位,选项B、C正确.
5.一物体在2
N的外力作用下,产生10
cm/s2的加速度,求该物体的质量.下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是(　　)
A.m==
kg=0.2
kg
B.m===20
kg
C.m==
kg=20
kg
D.m==
kg=20
kg
答案:D
6.恒力作用在质量为m1的物体上,产生的加速度为a1,作用在质量为m2的物体上,产生的加速度为a2,若此恒力作用在质量为(m1+m2)的物体上,则产生的加速度等于(　　)
A.a1+a2
B.a1a2
C.
D.
答案:D
解析:恒力作用在质量为(m1+m2)的物体上产生的加速度的单位应与a1或a2的单位相同,选项B、C中的单位不是加速度的单位,故选项B、C错误;由牛顿第二定律可知,力不变,质量变大,加速度应该变小,不可能增大,选项A错误,D正确.
能力提升
7.在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题),一个同学解得位移s=(t1+t2).用单位制的方法检查,这个结果(　　)(导学号51090176)
A.可能是正确的
B.一定是错误的
C.如果用国际单位制,结果可能正确
D.用国际单位制,结果错误,如果用其他单位制,结果可能正确
答案:B
解析:可以将右边的力F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移s的单位一致;还可以根据F=ma,a=,v=,将公式的物理量全部换算成基本物理量的单位.在s=(t1+t2)式中,左边单位是长度单位,而右边单位推知是速度单位,所以结果一定是错误的.单位制选得不同,不会影响结果的准确性.
8.(多选)粮票是我国从1955年到1993年发行的一种购粮凭证.那时候,城镇居民必须凭粮票才能购买粮食.其中一种粮票单位为一“两”.我们现在还能在农贸市场等场合常用“两”这个单位.那么“两”应属于(　　)
A.基本单位
B.导出单位
C.国际单位
D.力学单位
答案:AD
解析:“两”是质量的单位,质量是力学中的基本量,所以“两”是力学单位,并且是基本单位,不是导出单位,质量的国际单位是千克,所以A、D正确.
9.一个质量为2
t的汽车以54
km/h的速度行驶,关闭发动机,经15
s停下来,则刹车的制动力是多大 刹车过程中汽车通过的位移是多少
答案:2
000
N　112.5
m
解析:将各量换算成国际单位为
m=2
t=2
000
kg,v=54
km/h=15
m/s.
加速度的大小为
a==
m/s2=1
m/s2
F=ma=2
000×1
N=2
000
N
s=at2=×152
m=112.5
m.
10.质量为1.5
t的汽车在前进中所受到的阻力是车重的0.05,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5
s内速度由36
km/h增至54
km/h.求汽车所受牵引力的大小.(g取10
m/s2)
答案:2.25×103
N
解析:因vt=v0+at,F-f=ma
故F=ma+f=+0.05mg
已知v0=36
km/h=10
m/s,vt=54
km/h=15
m/s
t=5
s,m=1.5
t=1.5×103
kg
代入以上数据,计算得
F=
N+0.05×1.5×103×10
N=2.25×103
N.
11.选定了长度的单位m、质量的单位kg、时间的单位s之后,就足以导出力学中其他所有的物理量的单位,但必须依据相关的公式.现有一个物理量及其表达式为A=,其中M是质量,r是长度,又已知G的单位是N·m2·kg-2.(导学号51090177)
(1)据此能否推知A是什么物理量
(2)如果物体的加速度表达式为a=,请判断此表达式是否正确
答案:(1)速度　(2)不正确
解析:(1)由M单位为“kg”、r单位为“m”、G单位为“N·m2·kg-2”,根据公式A=,则有1=1=1=1
m/s,故A是速度.
(2)由上述推导过程可得:的单位应为m2/s2,这显然与a的单位m/s2不符,故a≠.
知识网络构建
力与运动
力与运动
专题归纳整合
专题一、用整体法和隔离法解连接体问题
1.连接体
连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体(它们具有相同的运动状态或相等的速度、加速度,或叠放在一起,或并排挤在一起,或用绳、杆联系在一起)组成的系统.
2.解决连接体问题的基本方法
处理连接体问题的方法:整体法与隔离法.要么先整体后隔离,要么先隔离后整体.不管用什么方法解题,所使用的规律都是牛顿运动定律.
(1)解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来,而应该把这两种方法结合起来,从具体问题的实际情况出发,灵活选取研究对象,恰当选择使用隔离法或整体法.
在连接体内各物体具有相同的加速度时,可先把连接体当成一个整体,分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求出加速度,若要求连接体内各物体相互作用的内力,则需把物体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律对该物体列式求解.
(2)在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以是连接体中的某一部分物体(包含两个或两个以上的单个物体),也可以是连接体的某一个物体,而这“某一部分”的选取,也应根据问题的实际情况灵活处理.
【例1】
光滑水平面上倾角为θ的质量为m的光滑斜面上,放置一质量为m0的物块,如图所示,现用一水平恒力F推斜面,物块和斜面一起运动,则斜面对物块的支持力大小为(　　)(导学号51090059)
A.m·gcos
θ　　　　　　
B.
C.
D.
解析:两物体无相对滑动,说明两物体具有相同的加速度,由整体法可知,加速度方向水平.
对整体,有F=(m+m0)a①
对于物块受力情况如图所示,有
FNsin
θ=m0a②
由①②求得FN=.
答案:D
　　专题二、用牛顿第二定律解临界问题
1.在运用牛顿运动定律解动力学问题时,常常讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动,相互接触的物体是否会发生分离等.这类问题就是临界问题.
2.解决临界问题的关键是分析临界状态.例如两物体刚好要发生相对滑动时,接触面上必须出现最大静摩擦力;两个物体要发生分离,相互之间的作用力——弹力必定为零.
3.解决临界问题的一般方法
(1)极限法:题设中若出现“最大”“最小”“刚好”等这类词语时,一般就隐含着临界问题,解决这类问题时,常常是把物理问题(或物理过程)引向极端,进而使临界条件或临界点暴露出来,达到快速解决有关问题的目的.
(2)假设法:有些物理问题在变化过程中可能会出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答这类题,一般要用假设法.
(3)数学推理法:根据分析的物理过程列出相应的数学表达式,然后由数学表达式讨论出临界条件.
　　【例2】
如图所示,放在光滑水平面上的斜面体质量m=2
kg,倾角θ=30°,在它的光滑斜面上用平行于斜面的细线挂一个质量为m0=0.5
kg
的小球,g取10
m/s2,要使小球相对斜面静止,求作用在斜面上水平向右的拉力应满足的条件.(导学号51090060)
解析:当斜面对小球的支持力刚好为零时,水平拉力有最大值,此时小球受力如图所示(临界状态).由图可知
F合=
由=m0a得
a==
m/s2=10
m/s2
　　由F=(m0+m)a代入数值得F=25
N.
　　答案:F≤25
N
　　专题三、物理图象在动力学问题中的应用
利用数学方法解决物理问题是我们必须具备的能力.图象法就是利用图象本身的数学特征所反映的物理意义解决物理问题(根据物理图象判断物理过程、状态、物理量之间的函数关系和求某些物理量),或者由物理量之间的函数关系与物理规律画出物理图象,并灵活应用图象来解决物理问题.
　　关于图象的问题有以下两种题型:
(1)已知物理过程,绘制或选择图象.
解决这类问题时,要注意从物理过程中找出两量间的物理规律,写出数学表达式,再绘制或选择出图象.
(2)已知图象,判断物理规律或计算物理量的大小.解决这类问题时,要注意分析图象的形状、斜率、截距,甚至是图象下的面积等数学要素,同时还要把这些数学要素转化为物理信息,再利用相关公式和规律解题.
【例3】
如图甲所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角α,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下沿杆向上运动,推力F与小环速度v随时间变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10
m/s2.求:(导学号51090061)
(1)小环的质量m;
(2)细杆与地面间的倾角α.
解析:(1)0~2
s内,
F1-mgsin
α=ma①
由题图可知a=0.5
m/s2,2
s后,
F2=mgsin
α②
由①②得
F1-F2=ma
所以m=
kg=1
kg.
(2)由②式得α=30°.
答案:(1)1
kg　(2)30°