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4.4 力学单位制
在我国有“伸掌为尺”的说法。我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有:“布指知寸,布手知尺,舒肘知寻。”两臂伸开长八尺,就是一寻。从秦朝至清末的2 000多年间,我国的“尺”竟有1尺相当于0.230 9 m到0.355 8 m的变化,其差别相当悬殊,而现在我们进行了国际单位的统一。
(1)单位的不统一会造成什么样的困难?
(2)2018年11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。请搜集整理相关内容。
【答案】 (1)单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来,可以促进科学文化尽快地发展,使全球人类能够共享光明,共享人类文明进步的成果。
(2)根据决议,千克、安培、开尔文和摩尔等4个SI基本单位的定义将改由常数定义,于2019年5月20日起正式生效。
1.下列均属于国际单位制基本单位的是( C )
A.m、N、J B.m、kg、J
C.m、kg、s D.kg、m/s、N
【解析】 长度、质量、时间等为基本物理量,基本物理量的单位为基本单位,长度、质量、时间在国际单位制中的基本单位分别为米、千克、秒,即 m、 kg、s,C正确。
2.(多选)下列仪器测量的是基本物理量的是( ACD )
A.秒表 B.弹簧测力计
C.卷尺 D.天平
【解析】 弹簧测力计测量的是力(N),并非基本物理量,B错误;秒表、卷尺、天平测量的分别是时间(s)、长度(m)、质量(kg),都是基本物理量,A、C、D正确。
3.(多选)下列说法正确的是( AC )
A.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示
B.单位制是国际单位制的简称
C.如果取长度、质量、时间的单位分别是厘米、克、秒,也可以组成一个力学单位制
D.由长度、质量、时间的单位组成的单位制,就是国际单位制
【解析】 单位制分为国际基本单位和常用单位,并不是国际单位的简称,国际基本单位根据公式关系又有导出单位,A正确,B错误;如果取长度、质量、时间的单位分别是厘米、克、秒,也可以组成一个力学单位制,叫常用基本单位,C正确,D错误。
4.(多选)下列说法正确的是( ABC )
A.物体的质量不变,a正比于F,对F和a的单位不限
B.对于相同的合外力,a反比于m,对m与a的单位不限
C.在公式中,当m和a分别用kg、m/s2作单位时,F必须用N作单位
D.在公式F=ma中,F、m、a三个量可以取不同单位制中的单位
【解析】 单位制分为国际基本单位和常用单位,并不是国际单位的简称,国际基本单位根据公式关系又有导出单位,A正确,B错误;如果取长度、质量、时间的单位分别是厘米、克、秒,也可以组成一个力学单位制,叫常用基本单位,C正确,D错误。
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。下列几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是( D )
A.m== kg=0.2 kg
B.m===20 kg
C.m===20 kg
D.m== kg=20 kg
6.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,据此可推知A表示的物理量是( A )
A.速度
B.质量
C.长度
D.加速度
【解析】 A的单位等于公式中单位的换算,故A的单位为==m/s,说明A表示的物理量是速度,A正确。
7.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关,下列有关速度表达式(k为比例系数,无单位)的说法正确的是( B )
A.v=k B.v=k
C.v= D.v=
【解析】 传播速度v的单位是m/s,密度ρ的单位是kg/m3,p的单位是N/m2=(kg·m/s2)/m2=kg/(m·s2),
k无单位,所以的单位是m2/s2,
的单位是m/s,所以k的单位与v的单位相同,B正确,A、C、D错误。
8.有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位、解随某些已知量变化的趋势、解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。
举例如下:如图所示,质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上。把质量为m的滑块B放在A的斜面上。忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度
a= gsin θ,式中g为重力加速度。
对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”。下列说法不正确的是( D )
A.当θ=0时,该解给出a