第4章 第4节 力学单位制
1.(多选)关于物理量或物理量的单位,下列说法正确的是( )
A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、密度为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.1 N/kg=1 m/s2
D.“m”“kg”“N”都属于国际单位制的单位
答案 CD
解析 在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量,A错误;“牛顿”不是力学中的基本单位,B错误;根据单位换算关系可知,1 N/kg=1 m/s2,C正确;“m”“kg”属于国际单位制中的基本单位,“N”属于国际单位制的导出单位,D正确。
2.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( )
A.加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的
B.加速度的单位是m/s2,由公式a=可知,它是由m/s和s两个基本单位组合而成的
C.加速度的单位是m/s2,由公式a=可知,它是由N、kg两个基本单位组合而成的
D.以上说法都是正确的
答案 A
解析 在力学中选长度、时间、质量的单位为基本单位,而m/s、N都是导出单位,所以A正确,B、C、D错误。
3.测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”可使用的一组仪器是( )
A.米尺、弹簧秤、停表
B.米尺、测力计、打点计时器
C.量筒、天平、停表
D.米尺、天平、停表
答案 D
解析 国际单位制中力学的三个基本量为长度、质量、时间,可知相应的测量工具为米尺、天平、停表,故D正确。
4.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1 s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2 cm,若还测出小车的质量为500 g,则关于加速度、合外力大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是( )
A.a== m/s2=120 m/s2
B.a== m/s2=1.2 m/s2
C.F=ma=500×1.2 N=600 N
D.F=ma=0.5×1.2 N=0.6 N
答案 BD
解析 Δx=1.2 cm=1.2×10-2 m,根据Δx=at2得a== m/s2=1.2 m/s2,故A错误,B正确;又因500 g=0.5 kg,由F=ma得F=ma=0.5×1.2 N=0.6 N,故C错误,D正确。
5.我们以后会学习一个新的物理量——动量,其公式为p=mv,关于动量的单位,下列各式中正确的是( )
A.kg·m/s B.N/s
C.· D.N·m
答案 A
解析 由p=mv可得动量的单位应是kg·m/s,A正确;又因为力F的单位N=kg·m/s2,所以动量的单位还可以表示为N·s,·=N/s3,B、C、D错误。
6.在厘米·克·秒(cm·g·s)制中,力的单位是“达因”(dyn):使质量为1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力为1达因,则( )
A.1 N=10-1 dyn B.1 N=10 dyn
C.1 N=102 dyn D.1 N=105 dyn
答案 D
解析 根据牛顿第二定律F=ma,1 N=1 kg·m/s2=103 g·102 cm/s2=105 dyn,D正确。
7.在解一文字计算题中(由字母表达结果的计算题),一个同学解得x=(t1+t2),用单位制的方法检查,这个结果( )
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 x=(t1+t2)式中,等式左边单位是m,等式右边单位是·s=m/s,单位制选用不同,只影响系数,结果的对错与选用的单位制无关,B正确,A、C、D错误。
8.雨滴在空气中下落,当速度比较大的时候,它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,与其横截面积成正比,即F=kSv2,则比例系数k的单位是( )
A.kg/m4 B.kg/m3
C.kg/m2 D.kg/m
答案 B
解析 由F=kSv2得k=,k的单位为=kg/m3,B正确。
9.在弹性限度内,弹簧的伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,其中k的值与弹簧材料、原长L、横截面积S等因素有关。理论与实验都表明k=,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量。在国际单位中,杨氏模量Y的单位为( )
A.N·m-2 B.N·m-1
C.m D.N
答案 A
解析 由k=,得Y=,k的单位是N/m,S的单位是m2,L的单位是m,代入上式得Y的单位是N/m2=N·m-2,A正确。
10.物理公式在确定物理量间的数量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系。下面给出的式子中,l是长度,v是速度,m是质量,g是重力加速度,这些量都用国际单位制单位。试判断下列式子的单位,并指出这些单位所对应的物理量的名称。
(1):单位________,物理量名称________;
(2):单位________,物理量名称________;
(3)m:单位________,物理量名称________。
答案 (1)s 时间 (2)m/s2 加速度 (3)N 力
解析 (1)l的单位为m,g的单位是m/s2,则的单位是s,是时间的单位;
(2)v的单位为m/s,l的单位为m,则的单位为m/s2,是加速度的单位;
(3)m的单位为kg,v的单位为m/s,l的单位为m,则m的单位为kg·m/s2=N,是力的单位。
11.一辆重4 t的汽车,从静止开始,在水平路面上行驶,已知发动机的牵引力为1600 N,汽车在运动时所受阻力为车重的0.02倍,取g=10 m/s2,求:
(1)汽车在开出后加速度的大小;
(2)经过多长时间汽车的速度可达10 m/s。
答案 (1)0.2 m/s2 (2)50 s
解析 (1)已知F1=1600 N,
F2=4×103×10×0.02 N=800 N,
合力F=F1-F2=800 N,
m=4×103 kg,
由牛顿第二定律可得加速度
a== m/s2=0.2 m/s2。
(2)由Δv=at可得t== s=50 s。