内容正文:
第4讲 力学单位制
初中物理 高中物理 异同点
国际单位 国际单位
初中物理和高中物理对于国际单位的学习和应用是无差别的,但高中物理中又突
出了对七个基本物理单位的认识和学习,进一步明确了导出单位和基本单位的关
系,同时也可通过导出单位来判断物理量计算是否正确的依据.
一、国际单位
长度单位:米(m);质量单位(kg);时间单
位:秒(s);电流单位:安培(A)
二、常用单位
长度:分米、厘米、毫米;质量:吨、克、毫
克;时间:分钟、小时;电流:毫安
基本单位
1.物理关系式的功能:物理学的关系式在
确定了物理量之间的关系时,也确定了
物理量的单位之间的关系.
2.基本量与基本单位:只要选定几个物理
量的单位,就能够利用物理量之间的关
系推导出其他物理量的单位,这些被选
定的物理量叫作基本量,它们相应的单
位叫作基本单位.
3.导出量与导出单位:由基本量根据物理
关系推导出来的其他物理量叫作导出
量,推导出来的相应单位叫作导出单位.
[例1] 下列说法正确的是 ( )
A.力学中的基本单位共有四个:长度的
单位、力的单位、时间的单位、质量的
单位
B.力学中的基本单位有三个:长度的单
位、时间的单位和质量的单位
C.力是力学中最常见的物理量,所以它
的单位一定是力学中的基本单位之一
D.速度是力学中最常见的物理量,所以
它的单位一定是力学中的基本单位
之一
[例2] 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、天平、停表
B.米尺、弹簧测力计、打点计时器
C.量筒、天平、停表
D.米尺、弹簧测力计、停表
国际单位制
1.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:是一种国际通用的、包括一
切计量领域的单位制.
3.国际单位制中的七个基本物理量和相应
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 l 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
发光强度 I,(Iv) 坎[德拉] cd
物质的量 n,(ν) 摩[尔] mol
68
物 理
知识衔接篇
[例3] 关于国际单位制,下列说法不正确
的是 ( )
A.国际单位制是世界各国统一使用的一
种通用的单位制
B.各国均有不同的单位制,国际单位制
是为了方便交流而采用的一种单位制
C.国际单位制是一种基本的单位制,只
要在物理运算中各物理量均采用国际
单位制中的单位,则最后得出的结果
的单位必然是国际单位制中的单位
D.国际单位制中的基本单位所对应的物
理量有长度、能量、时间
[例4] (2025安徽芜湖期末)橡皮筋也
像弹簧一样,在弹性限度内,弹力F 的大
小与伸长量x 成正比,即F=kx,k的值
与橡皮筋的长度L、横截面积S有关,理
论与实践都表明k=YSL
,其中Y 是一个
由材料决定的常数,材料学上称之为杨
氏模量.在国际单位制中,杨氏模量Y 的
单位是 ( )
A.m B.kg/s2
C.kgm/s2 D.kg/ms2
如图,某老师健身跑步的速度可以达到
5m/s,某人骑自行车的速度为19km/h.
(1)仅凭所给两个速度的数值能否判断
健身跑步的速度与骑自行车的速度的大
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?
[基础对点练]
▶[知识点一] 基本单位
1.(2025广东广州期末)关于单位制及其
应用,下列说法正确的是 ( )
A.时间是基本单位
B.长度、质量都是力学范围中的基本物
理量
C.kg、km、s都是国际单位制中的基本
单位
D.m、m/s都是导出单位
2.(2025新疆克孜勒苏期末)下面哪一个
物理量的单位不是国际单位制中的基本
单位 ( )
A.牛顿 B.千克
C.秒 D.米
3.(2025浙江杭州期中)1960年10月十
一届国际计量大会确定了国际通用的国
际单位制,简称SI制.下列属于国际单位
制中基本单位的是 ( )
A.千克(kg) B.毫米(mm)
C.焦耳(J) D.欧姆(Ω)
4.(2025天津和平期末)下列选项中都属
于国际单位制中力学范围基本单位的是
( )
A.米 牛顿 克 B.克 秒 米
C.千克 秒 牛顿 D.米 千克 秒
5.(2025河南驻马店期末)以下物理量为
标量,且 单 位 是 国 际 单 位 制 基 本 单 位
的是 ( )
A.质量、g B.位移、m
C.时间、s D.力、N
6.(2025浙江嘉兴期末)下列单位属于国
际单位制中基本单位的是 ( )
A.N B.kg
C.J D.m/s2
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第二部分
▶[知识点二] 国际单位制
7.(2025河南南阳期末)关于国际单位
制,下列说法中正确的是 ( )
A.在力学范围内,规定长度、力、时间为
三个基本量
B.1J=1kgm2s-2
C.“厘米”是国际单位制的导出单位
D.“牛顿”不是国际单位制单位
8.(多选)(2025四川绵阳期末)在国际单
位制中,下列说法正确的是 ( )
A.质量单位kg是基本单位
B.质量单位kg是导出单位
C.速度单位 m/s是基本单位
D.速度单位 m/s是导出单位
9.(2025浙江衢州期末)下列物理量是矢
量,其单位又是国际单位制中的基本单
位的是 ( )
A.位移(m) B.加速度(m/s2)
C.摩擦力(N) D.质量(kg)
[能力提升练]
10.(2025河南濮阳期末)2024年12月27
日,由我国自主研制建造的076两栖攻
击舰 首 舰,命 名 为 “四 川 舰”,舷 号 为
“51”,仅用15个月就完成了建造.该舰
长度约为260米,宽度约为50米,满载
排水量4万余吨,满载重约为4×108
N.以上叙述中涉及了时间、长度、质量
和力及其单位,下列说法正确的是
( )
A.该舰长度约为260米,宽度约为50
米,长度是国际单位制中的基本单位
B.舰满载排水量4万余吨,单位“吨”是
国际单位制中的导出单位
C.满载重约为4×108 N,使质量为1kg
的物体产生1m/s2 的加速度的力的
大小就是1N
D.15个月完成建造,月是时间的单位,
物理量要注明单位,所有物理量都有
单位
11.(2025广东东莞期末)已知力学单位
用国际单位制的基本单位表示为1N=
1kgms-2,假设载人飞船在升空过
程中有一段所受空气阻力与速度的二
次方成正比,即f=kv2,则阻力系数k
的单位用国际单位制中基本单位表示,
正确的是 ( )
A.kgm B.kgm2
C.kgm-1 D.kgm-2
12.(2025广西河池期末)人们为了纪念
牛顿在力学中的巨大贡献,把力的单位
称作“牛顿”,用符号“N”表示.下列关于
“1N”说法正确的是 ( )
A.1N=1kgm/s
B.1N=1kgm/s2
C.1N=1Js
D.1N=1Jm/s2
13.(2025浙江绍兴期末)幺米,英文符号
ym,也称为攸米,是一种很小的长度单
位.其大小为1ym=10-24 m,下列关于
幺米的说法中正确的是 ( )
A.既是基本单位,也是国际制单位
B.既不是基本单位,也不是国际制单位
C.是基本单位,但不是国际制单位
D.是国际制单位,但不是基本单位
14.(2025天津滨海新区期末)以下四种
情境中所用单位是国际单位制的基本
单位的是 ( )
A.商场里的自动扶梯运行时速度大小
约为0.5m/s
B.新版电动车国标限制塑料件使用比
例,整车质量限值由55kg提升到
63kg
C.搭载神舟十九号载人飞船的火箭点
火发射后约10min飞船与火箭成功
分离
D.某高一年级学生体测坐位体前屈成
绩为18.0cm
88
物 理
6.解析:(1)为了充分利用纸带需要先接通电源后释放
小车.故 A错误;为了使小车运动过程中受到细线沿
运动方向的拉力恒定不变,小车与定滑轮之间的细线
应与木板平行,故B正确;为了充分利用纸带,在释放
小车前,小车要靠近打点计时器且打点计时器应放在
长木板远离滑轮的一端.故C正确,D错误.
(2)根据题意可知打点计时器的打点周期为T=1f=
0.02s,
相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,所以相邻
两个计数点之间的时间间隔为t=5T=0.1s,
打下C点时小车的速度为vC=
xBC+xCD
2t ≈0.34m
/s,
根 据 逐 差 法 可 得 小 车 的 加 速 度 为 a =
xCD+xDE-xAB-xBC
(2t)2
=0.40m/s2
答案:(1)BC (2)0.34 0.40
第3讲 牛顿第二定律
高中知识衔接
[例1] [解析] 在F=kma中,当质量的单位为kg、加
速度的单位为 m/s2、合外力的单位为 N,此时k=1,
故 A正确;在牛顿第二定律中,加速度与合外力之间
存在着因果关系,合外力是产生加速度的原因,且加
速度的方向与合外力的方向一致,当合外力为零时,
加速度也为零,故B错误,C和 D正确.
[答案] B
[例2] [解析] 力是产生加速度的原因,故不能说物
体所受的合外力跟其运动的加速度成正比,故 A 错
误;质量是物体的固有属性,物体的质量与其运动的
加速度和所受合外力无关,故B、C错误;a=Fm
是加速
度的决定式,物体的加速度大小与其所受合外力成正
比,与物体质量成反比,故 D正确.
[答案] D
[例3] [解析] 物体受到的滑动摩擦力方向水平向
右,根据牛顿第二定律可得F+μmg=ma解得加速度
大小为a=3m/s2,方向水平向右.
[答案] D
[例4] [解析] 竖直方向由平衡条件可得 N+Fsinα
=mg,
水平方向由牛顿第二定律可得Fcosα-μN=ma,
联立解得a=Fcosα-μ
(mg-Fsinα)
m .
[答案] B
情境模型素养
提示:赛车的质量小,动力大可以使赛车提速非常快
(加速度大).
智能衔接训练
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.D [在F=ma中,质量的单位应是kg,加速度的单位
是 m/s2,力的单位为 N,A 错误;F 的大小与m 没有
关系,C错误;a的方向与作用力的方向一致,B错误,
D正确.]
3.A [根据牛顿第二定律可知F=ma,故a=Fm =
2.0
1.0m
/s2
=2.0m/s2,由其矢量性可知,加速度方向与合力方向
同向,故 A正确,B、C、D错误.]
4.A [根 据 牛 顿 第 二 定 律a=Fm
,可 知 m= 42kg=
2kg.]
5.C [对物体列牛顿第二定律方程,则有F-μmg=
ma,可解得a=3m/s2.]
6.B [由于扶梯斜向上做匀加速运动,故游客在水平方
向具有向右的加速度,根据牛顿第二定律可知,游客
在水平方向受到向右的摩擦力;竖直方向则受到重力
和支持力.]
7.B [根据牛顿第二定律F=ma,代入题中数据,解得
二力合力大小为F=8N,当两力在同一直线上时,合
力有最大和最小值,当合力为8N 时,F2 的最小值为
3N,最大值为13N,所以F2 的大小范围为3N≤F2
≤13N.]
8.B [施加拉力后,对物体进行分析有Fcos53°-μN=
ma,N+Fsin53°=mg,
解得N=0,a=7.5m/s2.]
9.A [以小球为对象,根据牛顿第二定律可得mgtanθ
=ma,解得加速度大小为a=gtanθ=7.5m/s2.]
10.C [对小朋友受力分析如图
所示
根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 得
mgsin 37° - μmgcos 37°
=ma,
解得μ=0.5.]
11.AD [由加速度定义式a=ΔvΔt
,解得a=1.2×10-2
m/s2,故 A正确;B错误;
根据牛 顿 第 二 定 律 F=(m飞船 +m空间站 )a,解 得
m空间站=9.6×104kg,故C错误;D正确.]
12.解析:(1)对 雪 橇 进 行 受 力 分 析,如 图
所示
当F=20N 时,雪橇做匀速直线运动,
根据平衡条件有F=f,FN=mg,
其中f=μFN,
联立解得μ=0.02.
(2)对雪橇受力分析,如图所示
则有FN1=mg,F1-f1=ma,
其中f1=μFN1,
解得F1=220N.
答案:(1)0.02 (2)220N
第4讲 力学单位制
高中知识衔接
[例1] [解析] 力学的基本单位有三个,即:长度的单
位、时间 的 单 位 和 质 量 的 单 位,故 B 正 确,A、C、D
错误.
[答案] B
[例2] [解析] 国际单位制选定的三个力学基本物理
量是长度、质量与时间,测量长度可以使用米尺,测量
质量可以使用天平,测量时间可以使用停表,即测量
国际单位制选定的三个力学基本物理量可使用的一
组仪器是米尺、天平、停表.
[答案] A
[例3] [解析] 各国均有不同的单位制,国际单位制
是世界各国统一使用的一种通用的单位制,国际单位
制是为了方便交流而采用的一种单位制;故 A、B正
确,不符合题意;国际单位制是一种基本的单位制,只
要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单
位,则最后得出的结果的单位必然是国际单位制中的
911
参考答案
单位;故C正确,不符合题意;国际单位制中力学的基
本单位对应的物理量是长度、时间和质量;故 D错误,
符合题意.
[答案] D
[例4] [解析] 根据F=kx,k=YSL
,所以Y=kLS =
FL
xS
,所以杨氏模量Y 的单位为1N/m2=1kg
m
s2m2
=1kg/ms2.
[答案] D
情境模型素养
提示:(1)由于两个速度的单位不同,故不能直接比较
它们数值的大小.
(2)应先统一这两个速度的单位,再根据数值大小来比
较它们的大小;由于5m/s=5×3.6km/h=18km/h,
故骑自行车的速度较大
智能衔接训练
1.B [时间是物理量,故 A 错误;力学范围中的三个基
本量是时间、长度、质量,故 B正确;kg、s是国际单位
制中的基本单位,km 是长度单位,但不是国际单位制
中的基本单位,故 C错误;m 是国际单位制中的基本
单位,m/s是导出单位,故 D错误.]
2.A [国际单位制中力学中的基本单位是米、千克、秒,
牛顿不是基本单位,是导出单位,A 符合题意,B、C、D
不符合题意.]
3.A [国际单位制中基本单位共有7个,其中的千克
(kg)是国际单位制中基本单位;毫米(mm)不是国际
单位制中 基 本 单 位;焦 耳 (J)和 欧 姆 (Ω)都 是 导 出
单位.]
4.D [国际单位制中力学范围基本单位的是:米、千克
和秒.]
5.C [质量的单位kg是国际单位制的基本单位,质量
是标量,故 A错误;位移的单位 m 是国际单位制的基
本单位,位移是矢量,故B错误;时间的单位s是国际
单位制的基本单位,时间是标量,故 C正确;力的单位
N是国际单位制的导出单位,力是矢量,故 D错误.]
6.B [国际单位制中基本单位长度(米)、质量(千克)、
时间(秒)、电流(安培)、热力学温度(开尔文)、物质的
量(摩尔)和发光强度(坎德拉).]
7.B [在力学范围内,规定长度、质量、时间为三个基本
量,故 A错误;根据W=FL 以及F=ma,可得1J=
1kgms-2m=1kgm2s-2,故 B正确;“厘
米”是长度的单位,“厘米”不是国际单位制的导出单
位,故C错误;“牛顿”是国际单位制中的导出单位,故
D错误.]
8.AD [kg是质量的单位,是基本单位,故 A正确,B错
误;已知kg、m、s是基本单位,由v=xt
可知速度单位
m/s是导出单位,故C错误,D正确.]
9.A [位移是矢量,其单位 m 是国际单位制中的基本
单位,选项 A正确;加速度是矢量,其单位 m/s2 是国
际单位制的导出单位,选项B错误;摩擦力是矢量,其
单位 N是国际单位制中的导出单位,选项 C错误;质
量是标量,其单位kg是国际单位制中的基本单位,选
项 D错误.]
10.C [在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量
被选为力学的基本物理量,力学的三个基本单位分
别是米、千克、秒,选项 A错误;“吨”是质量的一个单
位,但不是国际单位制中的单位,选项 B错误;在国
际单位制中力的单位是牛顿,它是导出单位,是根据
牛顿第二定律F=ma定义的,1N 就是使质量1kg
的物体产生1m/s2 加速度的力,选项 C正确;单位
是物理量的组成部分,有单位的物理量要注明单位,
但并不是所有物理量都有单位,如动摩擦因数μ 就
没有单位,选项 D错误.]
11.C [根据f=kv2,可得k=fv2
,可知阻力系数k的单
位用国际单位制中基本单位表示为kgms
-2
m2s-2
=
kgm-1.]
12.B [根据牛顿第二定律F=ma,可知1N=1kg
m/s2,根据功的表达式W=Fx,
可知1N=1J/m.]
13.C [基本量的单位都是基本单位,长度是物理学中
的一个基本物理量,故长度的单位都是基本单位,因
此幺米是基本单位,但不是国际单位.]
14.B [速度的单位 m/s是国际单位制的导出单位,故
A错误;质量的单位kg是国际单位制的基本单位,
故B正确;时间的单位s是国际单位制的基本单位,
min不是国际单位制的基本单位,故 C错误;长度的
单位 m 是国际单位制的基本单位,cm 不是国际单位
制的基本单位,故 D错误.]
第5讲 牛顿运动定律的应用
高中知识衔接
[例1] [解析] (1)当用10N 的水平拉力F 拉物块
时,物块做匀速直线运动,受力平衡,根据平衡条件得
F=μmg,
解得μ=0.5,
将拉 力 F 改 为 与 水 平 方 向 成
37°角,大小仍为10N 时,物块
的受力如图所示
竖 直 方 向 上 有 FN =mg -
Fsin37°,
水平 方 向 上 有 Fcos37°-f
=ma,
且有f=μFN,
解得a=0.5m/s2.
(2)物块开始运动3s后的速度为v=at=0.5×3m/s
=1.5m/s,
物块开始运动3s后的位移是x=12at
2=2.25m.
[答案] (1)0.5m/s2;(2)1.5m/s,2.25m
[例2] [解析] (1)舰载机从静止开始做匀加速直线
运动,设加速度大小为a,由匀变速直线运动的速度与
位移的关系式,得v2=2al,
代入数据解得a=8m/s2,
舰载机匀加速到起飞过程中的加速度大小a=8m/s2.
(2)对舰 载 机 受 力 分 析,根 据 牛 顿 第 二 定 律 F-Ff
=ma,
代入数据得F=1.8×105N,
牵引力的大小F=1.8×105N.
[答案] (1)8m/s2 (2)1.8×105N
[例3] [解析] (1)如图
所示,对 人 进 行 受 力 分
析,设斜面夹角为θ,斜
面长 度 为 L,机 舱 口 下
沿距 地 面 为 h,则 可 知
sinθ=hL =
3.6
8 =0.45
,
由牛顿第二定律知mgsinθ-f=ma,
021
物 理