2022年初升高衔接物理-第25讲 力学单位制【解析版】

第25讲力学单位制

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如图，某运动员的最快速度可以达到10m/s,某人骑助力车的速度为35km/h。

⑴某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的速度与助力车的速度的大小关系？

(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？

提示：(1)不能。

(2)能。10m/s=36km/h>35km/h,所以运动员的速度较大。

一、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单位的一些物理量，如力学中有长

度、质量、时间.

2.基本单位：所选定的基本量的单位.

在力学中，选定长度、质量和时间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

由基本量根据物理关系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/s》力的单位“牛顿”(kg-m/s2).

4.单位制：基本单位和导出单位一起组成了一个单位制.

二、国际单位制

1.国际单位制：I960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域

的单位制.

2.国际单位制中的基本量

国际单位制中选定长度⑺、质量(八1)、时间⑺、电流⑺、热力学温度(7)、物质的量(〃)、发光

强度⑺七个量为基本量.

3.国际单位制中的力学基本单位

长度/，单位：m；质量〃?，单位：kg；时间单位：s.

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例题1.给出以下物理量或单位，请按要求填空。

A.米B.牛顿C.加速度D.米/秒2E.质量F.千克

G.时间H.秒J.位移K.厘米2L.千克/米3M.焦耳

(1)属于基本单位的是O

(2)属于导出单位的是__________________________________________________________

(3)属于物理量的是o

【答案】(l)AFH(2)BDKLM(3)CEGJ

【解析】

(1)属于基本单位的是：A、F、Ho

(2)属于导出单位的是：B、D、K、L、Mo

(3)属于物理量的是：C、E、G、Jo

对点训练1.在国际单位制中，下列哪组单位属于力学的三个基本单位()

A.瓦特、米、牛顿B.千克、焦耳、米/秒

C.千克、米、秒D,克、厘米、秒

【答案】C

【解析】国际单位制中基本单位有：米、千克、秒、摩尔、开尔文、安培、坎德拉。牛

顿、瓦特、焦耳、米/秒是导出单位。故C正确，A、B、D错误。

例题2.［多选］在国际单位制中，下列说法中正确的是()

A.在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的

B.m和s都是国际单位制中力学的基本单位

C.千克是国际单位制中力学的三个基本物理量之一

D.m/s,N,m//都是国际单位制中的导出单位

【答案】ABD

【解析】在国际单位制中力的单位是牛顿，它是属于导出单位，是根据牛顿第二定律尸

=加々定义的，1N就是使质量1kg的物体产生1m/s2加速度的力，故A正确；在国际单

位制中，力学的三个基本单位是kg、m、s,故B正确；国际单位制日力学三个基本量

是：长度、质量、时间，而千克只是质量的单位即基本单位，不是基本物理量，故C错

误；在国际单位制中，in/s、N、m/s2都是导出单位，故D正确。

对点训练2.质量机=200g的物体以加速度。=205收做匀加速直线运动，则关于它受到

的合力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是()

A.尸=200x20=4000N

B.F=0.2x0.2N=0.04N

C.F=0.2x0.2=0.04N

D.尸=0.2kgxO.2m/s2=0.04N

【答案】B

【解析】在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果的单位

也一定是国际单位制中的单位。

器为尼成

一、单位制

I.单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制.

2.国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位

物理量名称物理量符号单位名称单位符号

长度/米m

质量m千克(公斤)kg

时间t秒s

电流I安［培］A

热力学温度T开［尔文］K

物质的量〃，⑺摩你］mol

发光强度/，（/v）坎［德拉］cd

说明厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但7是国际单位制中的单

位.

二、单位制的四个主要应用

I.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房的单位.

3.判断比例系数的单位：根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，

如公式尸=履中女的单位为N/m,尺中"无单位，尸=也以中k无单位.

4.单位制可检查物理量关系式的正误：根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问

题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定

是错误的.

例题3.质量机=200g的物体以加速度。=205底做匀加速直线运动，则关于它受到的合

外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是()

A.尸=200x20=4000N

B.F=0.2x0.2N=0.04N

C.尸=0.2x0.2=0.04N

D.F=0.2kgx0.2m/s2=0.04N

【答案】B

【解析】在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果的单位

也一定是国际单位制中的单位.在国际单位制中加=0.2kg,a=0.2m/s2,力尸的单位为

N.根据牛顿第二定律知F==0.2x0.2N=0.04N,故选B.

对点训练3.雨滴在空气中下落速度比较大时，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，即方松v2.则比例系数k的单位是（）

A.N-s2/m3B.N-s/m4

C.N-s2/m4D.N-s4/m2

【答案】C

【解析】由公式得c正确.

例题4.有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小与其质量加、速度”作用

力尸和运动时间/的关系式分别如下，其中可能正确的是（）

vcwv3-〜mv2

A.x=2^B.x=-pTC.x=FtD.

【答案】D

【解析】把各物理量的单位都用国际单位表示，妙的单位为m/s,。的单位为m/s2,产的单

位为kgs/s2,x的单位为m,/的单位为s,机的单位为kg,由此可解出A、B、C、D计

算结果的单位分别为s、m2/s.kgm/s.m,故A、B、C一定错误，D可能正确.

对点训练4.关于物理量和物理量的单位，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、力为三个基本量

B.后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位

C.1N=1kg-m-s-2

D.“秒”“克,，”摄氏度,，都属于国际单位制的基本单位

【答案】C

【解析】力学中的三个基本量为长度、质量、时间，A错误；"牛顿’遥为了纪念牛顿而作

为力的单位，但不是基本单位，B错误；根据“牛顿”的定义，1N=lkg-m・s-2,C正确；

“克”“摄氏度''不是国际单位制中的基本单位，D错误.

谭堂窕“评

I.第26届国际计量大会通过“修订国际单位制（SI）”的决议，将千克、安培、开尔文和摩尔4

个国际单位制的基本单位改由物理常数重新定义，从而提高计量单位的稳定性和精确度。基

本单位“千克”所对应的物理量是（）

A.力B.时间

C.长度D.质量

【答案】D

【解析】由国际单位制可知，基本单位“千克''对应的物理量为质量，故D正确。

2.在国际单位制中,下列属于力学基本单位的是（）

A.NB.sC.WD.J

【答案】B

【解析】在国际单位制中，力学范围内，除m、kg、s是基本单位夕卜，其余都是导出单位，所以B

正确,A、C、D错误。

3.在国际单位制中，有些是基本单位，有些是导出单位。下面全部是导出单位的一组是（）

A.N、kg、mB.s、kg、m

C.m/s?、N、JD.m/s2Nm、J

【答案】C

【解析】在国际单位制中,N是导出单位,kg、m是基本单位，故A错误:s、kg、m都是基本单

位，故B错误;m/s?、N、J全部是导出单位，故C正确;m/s?、J是导出单位,m是基本单位，故D

错误。

4.下列关于单位制的说法中，正确的是（）

A.在国际单位制中，米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本物理量

B•力的单位牛顿是国际单位制中的一个导出单位

C.在国际单位制中,力学的三个基本单位分别是长度、质量、时间

D.只有国际单位制由基本单位和导出单位组成

【答案】B

【解析】在国际单位制中，力学范围内的三个基木物理量为长度、质量和时间,而米、千克

和秒是这三个基本量的基本单位，故A、C均错误;力的单位牛顿是国际单位制中的导出单位,

故B正确;并非只有国际单位制才由基本单位和导出单位组成，非国际单位制也是由基本单位

和导出单位组成的，故D错误。

5.（多选）关于物理量或物理量的单位，下列说法中正确的是（）

A.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

B.后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位

C.lN/kg=lm/s2

D.米、秒、牛顿都属于国际单位制的单位

【答案】ACD

【解析】在力学范围内，质量、长度及时间作为基本物理量，故A正确;牛顿是导出单位，不

是基本单位，故B错误;由斫£可知1N/kg=lm/s2,故C正确;米、千克、牛顿都属于国际单位

m

制的单位，其中米、千克是基本单位，牛顿是导出单位，故D正确。

6.张扬同学参加了1000米跑、肺活量、引体向上、投掷实心球等项目的身体素质测试，其

测试成绩中用国际单位制单位进行计量的是（）

A.I000米跑:3分A秒

B.肺活量:3200亳升

C.引体向上:15次

D.投掷实心球:14.5米

【答案】D

【解析】分不是国际单位制单位，故A错误;亳升不是国际单位制单位，故B错误;次不是国

际单位制单位，故C错误;米是国际单位制中的基本单位，故D正确。

7.物体在空中下落，受到的空气阻力f与物体速度v的关系大致为户川其中k的单位为

（）

A.kgB.m

C.kgmD.kg/m

【答案】D

【解析】由户E2可得上£/的单位为N,v的单位为m/s,则k的单位为kg/m,故D正确。

8.在解一道文字计算题时（用字母表示结果的计算题）,一个同学解得广，缶+及）,用单位制的

2m

方法检查这个结果（）

A.一定正确

B.一定错误

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】对于表达式广袅（力+切,由于力的单位是N,时间的单位是s,质量的单位是kg,所以等

号右边的单位是N-s/kg,又1N=ikg-rn/sz,则等号右边的单位为m/s,而等号左边的单位为m,

即等号左右单位不同，故等式不成立,表达式一定是错误的，故B正确。

9.1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克，测得它的静止质量机=3.1X10-25kg,

寿命k0.4xi（y24s,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石产-喈，式中一是正、反顶夸克之间的距离,怒是强相互作用耦合

常数法是与单位制有关的常数，在‘国际单位制中40.319X1（X25J.m,则在国际单位制中强相互

作用耦合常数as有单位吗?如果