第17讲 力学单位制（原卷版）

第17讲力学单位制模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1.了解什么是单位制，知道力学中有几个基本量和基本单位；2.知道力学中除长度、质量和时间外物理量的单位都是根据物理量之间的关系从基本单位中推导出来的导出单位；3.知道国际单位制，能够根据物理量的定义或物理关系来推导其他物理量单位；4.了解单位制在物理学中的重要意义，在运算过程中规范使用物理单位。■知识点一：基本单位(1)物理学的在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的之间的关系。(2)基本量和基本单位：在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫作，它们相应的单位叫作。(3)导出量和导出单位：由基本量根据推导出来的其他物理量叫作，推导出来的相应单位叫作。(4)单位制：和一起就组成了一个单位制。■知识点二：国际单位制(1)定义：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，叫作国际单位制，简称SI。(2)国际单位制中的基本量：国际单位制中选定、、、电流、热力学温度、物质的量、发光强度七个量为基本量。(3)在力学范围内，国际单位制规定的三个基本量为，对应的基本单位为。■知识点三：单位制的应用(1)简化运算：计算题中的已知量的单位都用国际单位制表示时，计算的结果也是用示的，因此，在统一已知量的单位后，计算过程中就不必写出各量后面的，只要在数字计算式后面写出正确的就可以了。(2)推导物理量的单位。(3)验证物理关系式是否正确。【参考答案】1.基本单位(1)关系式、单位(2)物理量之间的关系、基本量、基本单位(3)物理关系、导出量、导出单位(4)基本单位、导出单位2.国际单位制(2)长度、质量、时间(3)长度、质量、时间、米、千克、秒。3.单位制的应用(1)国际单位制、单位、单位教材习题01在初中已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l，这个力对物体做的功W=Fl．我们还学过，功的单位是焦耳（J）．请由此导出焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系。解题方法物理公式不仅确定了各个物理量之间的关系，同时也确定了物理量的单位之间的关系，根据物理公式来分析物理量的单位即可。【答案】1J=kg•m2/s2教材习题02一辆质量是2t的汽车，在水平公路上以54的速度匀速行驶。根据测试，这辆车在这种路面上紧急刹车时，汽车所受的制动力为。汽车要滑行多远的距离才能停下来？解题方法运用牛顿第二定律结合速度位移公式进行求解（注意单位制的使用）。【答案】18.75m教材习题03一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后，受到的推力是900N，开动3s的时间，速度增加了0.9，飞船的质量是多少？解题方法先由加速度定义式求解加速度，再根据牛顿第二定律求解质量。【答案】3000kg考向一：单位制的理解【例1】下列关于单位制的说法正确的是()A．选定的基本量相同，则单位制相同B．单位制指的就是导出单位C．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同D．物理公式主要确定物理量间的数量关系，不能确定单位关系【巩固】有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空。A．密度B．米每秒C．牛顿 D．加速度E．质量F．秒G．厘米H．长度I．时间J．千克(1)属于物理量的有________。(2)在国际单位制中，被选定的基本量有________。(3)在国际制单位中的基本单位有________，属于导出单位的有________。(均选填字母代号)考向二：单位制的应用【例2】质量m＝20g的物体，测得它的加速度a＝20cm/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＝400NB．F＝ma＝0.02×0.2＝0.004NC．F＝ma＝0.02kg×0.2m/s2＝0.004ND．F＝ma＝0.02×0.2N＝0.004N【巩固】(多选)有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小同其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中一定错误的是()A．x＝eq\f(v,2a) B．x＝eq\f(mv3,F)C．x＝Ft D．x＝eq\f(mv2,2F)一、单选题1．要测量国际单位制中力学的三个基本物理量，需要使用的测量仪器分别为（

）A．测力计、刻度尺、秒表 B．刻度尺、弹簧秤、秒表C．刻度尺、天平、秒表 D．刻度尺、测力计、光电门2．2023年诺贝尔物理学奖授予了皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·卢利尔，以表彰“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。“阿秒”这个单位对应的物理量是（

）A．质量 B．长度 C．时间 D．力3．下列属于基本物理量及对应的国际单位制符号，正确的是（）A．力、 B．位移、C．时间、 D．速度、4．下列属于国际单位制基本单位符号的是（）A．m/s B．m C． D．N5．下列均属于国际单位制基本单位的是（）A． B． C． D．6．国际单位制（缩写SI）定义了千克（kg）、米（m）、秒（s）等7个基本单位，如图所示，其他单位均可由物理关系导出。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，力矩的单位如果用国际单位制中的基本单位表示应该是（）

A．Nm B．N·s C．kg·m/s D．7．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为，式中r是正、反顶夸克之间的距离，是强相互作用耦合常数（无单位），势能的国际单位为焦耳，K是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数K的单位是（

）A．J·m B．J/m C．m/J D．N·m8．我们在初中学过杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。在物理学中，我们把力F和力臂L的乘积叫作力矩，用M表示，即M=F×L。若力矩M的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，则下列选项中正确的是（）A．N•m B．kg•m C．kg•m/s D．kg•m2/s2二、多选题9．下列说法正确的是（）A．国际单位制中力学的三个基本单位：长度的单位“米”、时间的单位“秒”、质量的单位“千克”B．伽利略依据逻辑推理把实际实验理想化得出了力不是维持物体运动状态的原因C．亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因D．由声速v与空气压强p和空气密度ρ的关系式，可推知系数k没有单位10．下列关于单位制及其应用的说法正确的是（）A．基本单位和导出单位一起组成了单位制B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同C．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用公式，其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定能确定单位关系11．人类对天体运动的认识，经历了漫长的发展过程，直到1687年牛顿在其出版的《自然哲学的数学原理》中正式提出万有引力定律，才成功解释了天体运动的规律，其公式为，其中为两个物体的质量，为两个物体间的距离，为引力常量。则的单位是（）A． B． C． D．12．对力学中基本量、基本单位、导出单位的理解正确的是（）A．厘米、千克、小时均是基本单位B．力、加速度、质量都是导出量C．牛顿、焦耳、帕斯卡均是基本单位D．所有导出单位都可用基本单位表示13．下列有关单位制的说法正确的是（

）A．国际单位制中，力学的基本单位是牛顿、米、秒B．实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是C．1N是指使质量为1kg的物体产生的加速度所需要的力D．在单位制中，“N/kg”与“”是等价的三、解答题14．由于天体之间的距离遥远，用通常的长度单位m或km来表示天体之间的距离是很不方便的。在天文学中通常用天文单位、光年和秒差距来表示距离。（1）天文单位（AU）定义为日地平均距离，光需要传播8.3分钟。（2）光年（1.y.）定义为光在真空中沿直线传播一年所经过的距离。（3）秒差距（pc）定义为地球公转轨道半径对应的视角为1ʺ（度）时的距离，即地球、太阳和被测恒星构成直角三角形。将以上各单位化为SI制单位。15．在初中已经学过，如果一个物体在力的作用下沿力的方向移动了一段距离，所用的时间，这个力对物体做的功，时间内力的平均功率P=。我们还学过功率的单位是瓦特（）。请结合所学知识导出瓦特与基本单位米（）、千克（）、秒（）之间的关系。16．1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克，测得它的静止质量m=3.1×10-25kg，寿命，这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一。正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为，式中r是正、反顶夸克之间的距离，αS是强相互作用耦合常数，k是与单位制有关的常数，在国际单位制中k=0.319×10-25J·m，则在国际单位制中强相互作用耦合常数αS有单位吗？如果有单位，其单位是什么？如果没有单位，说明理由。17．张华在阅读同步卫星的相关资料中发现一个式子：地球同步卫星到地心的距离可由求出，已知是地球的半径，是同步卫星绕地心运动一周的时间，是地球表面处的重力