4.4力学单位制（巩固练习）-【高效课堂】2024-2025学年高中物理同步精品备课一体化资源（人教版2019必修第一册）

班级：高一（ ）班 姓名： 4.4力学单位制（巩固练习） 一、单选题 1．下列物理量既属于矢量，其单位又属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．质量 B．位移 C．时间 D．力 2．下列单位中，均属于国际基本单位的是（　　） A．m/s B．N  s C．kg  m  N D．kg  m  s 3．单位是测量过程中的重要组成部分，根据单位制，以下公式表述可能正确的是（    ） A．（P为压强） B．（P为功率） C． D． 二、多选题 4．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 5．下列说法正确的是（　　） A．物体速度改变越快，加速度越大 B．位移、力、加速度、瞬时速率是矢量，长度、时间、质量是标量 C．质量、长度、时间是国际单位制中的基本单位 D．伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献 三、填空题 6．在解一道由字母表达结果的计算题中，某同学解得位移结果的表达式为： ，其中F表示力，t表示时间，m表示质量，用单位制的方法检查，这个结果 。（填“正确”或“错误”）。 7．选定了长度单位m、质量单位kg、时间单位s之后，就足以导出力学中其他所有物理量的单位，但必须依据相关的公式。现有一个物理量，其中M是质量，r是长度，又已知G的单位是N·m2·kg－2，据此推知A表示的物理量是 。 8．力的单位 （1）力的国际单位：牛顿，简称 ，符号为N。 （2）“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝ 。 （3）在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝ ，此时牛顿第二定律可表示为F＝ 。 四、实验题 9．橡皮绳也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮绳未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。 （1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是 （填选项序号）。 A．Pa    B．N·m    C．N/m    D．N （2）有一段横截面为圆形的橡皮绳，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。 ①首先利用刻度尺测得橡皮绳的自然长度，利用测量工具测得橡皮绳未受到拉力时的直径为D。 ②接着他在橡皮绳下端悬挂钩码继续实验，当悬挂钩码的质量为m时，测得橡皮绳长度为，已知当地重力加速度为g，则此橡皮绳Y值的表达式为Y＝ （用D、、、m、g表示）。 五、解答题 10．对流体从水管中射出时的反作用力，有人写出一个表达式：F＝0.63ρv3。式中ρ是流体的密度，v是射出流体的速度。从物理单位的角度判断，这个表达式有问题吗？为什么 ？ 11．如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s，测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s。求空间站的质量。 12．研究表明，球形物体在液体中运动时除了受到浮力，还会受到阻力f，其关系式为：，式中称为黏性系数，其单位为，r和v分别是球的半径和速度，k是一个无单位的常数。 （1）根据国际单位制推断，指数x的数值； （2）让一质量为m、半径为r的小球在盛有黏性系数为的液体的足够长量筒中从静止开始下落，若小球所受浮力恒为F。 ①定性描述小球在液体中所做的运动情况，并画出图像； ②求小球运动过程中的最大加速度和最大速度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$ 班级：高一（ ）班 姓名： 4.4力学单位制（巩固练习）教师版 一、单选题 1．下列物理量既属于矢量，其单位又属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．质量 B．位移 C．时间 D．力 【答案】B 【详解】AC．质量和时间只有大小，没有方向是标量，AC错误； BD．位移和力既有大小又有方向，是矢量，位移的国际单位是“米”，是国际单位制中基本单位，而 “力”的国际单位是“牛顿”，不是国际单位中的基本单位，而是导出单位，B正确，D错误。 故选B。 2．下列单位中，均属于国际基本单位的是（　　） A．m/s B．N  s C．kg  m  N D．kg  m  s 【答案】D 【详解】在国际单位制中，力学基本单位有：m、kg、s；m/s和N是导出单位，故ABC错误，D正确。 故选D。 3．单位是测量过程中的重要组成部分，根据单位制，以下公式表述可能正确的是（    ） A．（P为压强） B．（P为功率） C． D． 【答案】C 【详解】A．的单位是 v的单位m/s，选项A错误； B．的单位 功率P的单位为W，选项B错误； C．和都是速度单位，选项C正确； D．体积V单位是m3；而单位是m4，选项D错误。 故选C。 二、多选题 4．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 【答案】BD 【详解】A．国际单位制中，力学的基本单位是千克、米、秒，故A错误； B．空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为 则 可得比例系数k的单位 故B正确； C．1N是指使质量为1kg的物体产生的加速度所需要的力，故C错误； D．在单位制中，有 故“N/kg”与“”是等价的，故D正确。 故选BD。 5．下列说法正确的是（　　） A．物体速度改变越快，加速度越大 B．位移、力、加速度、瞬时速率是矢量，长度、时间、质量是标量 C．质量、长度、时间是国际单位制中的基本单位 D．伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献 【答案】AD 【详解】A．加速度是描述速度变化的快慢的物理量，物体速度改变越快，加速度越大，故A正确； B．位移、力、加速度是矢量，瞬时速率、长度、时间、质量是标量，故B错误； C．力学中的三个基本物理量是质量、长度、时间，它们的单位分别为千克、米、秒，这三个单位才是国际单位制中的基本单位，故C错误； D．伽利略在对自由落体运动的研究中，非常具有创造性的将实验和逻辑推理和谐地结合起来，带给了人类全新的科学思维方式和科学研究方法，故D正确。 故选AD。 三、填空题 6．在解一道由字母表达结果的计算题中，某同学解得位移结果的表达式为： ，其中F表示力，t表示时间，m表示质量，用单位制的方法检查，这个结果 。（填“正确”或“错误”）。 【答案】错误 【详解】根据公式 由于力的单位是N，时间单位是s，质量单位是kg 1N=1kg∙m/s2 故等式右边的单位是=m/s 等号左边的单位是：m；即等号左右单位不同，故等号不成立；这个结果错误。 【点睛】本题展示了一种用单位来判断结果是否正确的方法，同时要知道牛顿是导出单位 1N=1kg∙m/s2 7．选定了长度单位m、质量单位kg、时间单位s之后，就足以导出力学中其他所有物理量的单位，但必须依据相关的公式。现有一个物理量，其中M是质量，r是长度，又已知G的单位是N·m2·kg－2，据此推知A表示的物理量是 。 【答案】速度 【详解】与相对应的单位为 则物理量A的单位是m/s，所以物理量A表示速度。 8．力的单位 （1）力的国际单位：牛顿，简称 ，符号为N。 （2）“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝ 。 （3）在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝ ，此时牛顿第二定律可表示为F＝ 。 【答案】牛 1kg·m/s2 1 ma 【详解】略 四、实验题 9．橡皮绳也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮绳未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。 （1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是 （填选项序号）。 A．Pa    B．N·m    C．N/m    D．N （2）有一段横截面为圆形的橡皮绳，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。 ①首先利用刻度尺测得橡皮绳的自然长度，利用测量工具测得橡皮绳未受到拉力时的直径为D。 ②接着他在橡皮绳下端悬挂钩码继续实验，当悬挂钩码的质量为m时，测得橡皮绳长度为，已知当地重力加速度为g，则此橡皮绳Y值的表达式为Y＝ （用D、、、m、g表示）。 【答案】A 【详解】（1）[1] 由F＝kx 可得 Y的单位为 故选A。 （2）[2]根据上面推导，得 其中 代入可得 五、解答题 10．对流体从水管中射出时的反作用力，有人写出一个表达式：F＝0.63ρv3。式中ρ是流体的密度，v是射出流体的速度。从物理单位的角度判断，这个表达式有问题吗？为什么 ？ 解：这个表达式有问题。因为表达式F＝0.63ρv3，等式的左边是反作用力F，其单位是N，则有单位N =kg·m/s2，等式右边密度ρ的单位是kg/m3，速度v的单位是m/s，可得ρv3的单位是kg/s3，可知等式两边的单位不相同，因此这个表达式有问题。 11．如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s，测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s。求空间站的质量。 解：由加速度定义式 由牛顿第二定律 空间站的质量为 12．研究表明，球形物体在液体中运动时除了受到浮力，还会受到阻力f，其关系式为：，式中称为黏性系数，其单位为，r和v分别是球的半径和速度，k是一个无单位的常数。 （1）根据国际单位制推断，指数x的数值； （2）让一质量为m、半径为r的小球在盛有黏性系数为的液体的足够长量筒中从静止开始下落，若小球所受浮力恒为F。 ①定性描述小球在液体中所做的运动情况，并画出图像； ②求小球运动过程中的最大加速度和最大速度。 解：（1）由牛顿第二定律 可得单位关系为 将所有单位代入，可得 解得 （2）小球从静止释放后在重力和浮力的作用下向下做加速运动，由题意可知，小球受到的阻力与其下落的速度成正比，所以随着速度增大，阻力也增大，小球所受的合力减小，加速度减小，小球做加速度逐渐减小的加速运动；当浮力和阻力的合力与重力大小相等时，小球的加速度为0，小球下落的速度达到最大，之后以最大速度做匀速直线运动，小球在液体中运动的图像如图所示    ②小球刚释放时，阻力为0，加速度最大，则有 当浮力和阻力的合力与重力大小相等时，小球的加速度为0，小球下落的速度达到最大，则有 解得最大速度为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$