内容正文:
第16讲: 力学单位制
【考点归纳】
【知识归纳】
知识点一、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,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/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2).
4.单位制:基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制.
知识点二、国际单位制
国际单位制: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.
1.国际单位制中的基本量
国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)、发光强度(I)七个量为基本量.
2.国际单位制中的力学基本单位:长度l,单位:m;质量m,单位:kg;时间t,单位:s.
必记考试大重点: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
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
物质的量
n,(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I,(Iv)
坎[德拉]
cd
【题型归纳】
题型一:国际单位制的基本物理量
【例1】.(25-26高一上·全国)关于物理量和物理量的单位,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、力为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.1 N=1 kg·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
【详解】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,而非“力”,故A错误;
B.“牛顿”是力的单位,属于国际单位制的导出单位,而非基本单位,故B错误;
C.根据牛顿第二定律
可得,故C正确;
D.“秒”是国际单位制的基本单位,“克”是质量的基本单位(国际单位制的基本单位为千克),“摄氏度”是温度的单位,属于导出单位,故D错误。
故选C。
【变式1】.(24-25高一上·安徽亳州·期末)关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.国际单位制中的基本单位可以随意选定
B.加速度的单位是由长度单位(m)、时间单位(s)和加速度的定义式推导出来的,所以加速度的单位是导出单位
C.牛顿(N)是国际单位制中的基本单位,
D.国际单位制中力学的三个基本物理量是长度、质量和力
【答案】B
【详解】A.国际单位制中的基本单位是经过科学选定的,不能随意选定,它们是构成其他单位的基础,故A错误;
B.加速度的单位()是根据加速度的定义式,由长度单位(m)和时间单位(s)推导出来的,所以加速度的单位是导出单位,故B正确;
C.牛顿(N)是国际单位制中的导出单位,故C错误;
D.国际单位制中力学的三个基本物理量是长度、质量和时间,故D错误。
故选B。
【变式2】.(25-26高三上·重庆·开学考试)选项中哪一组仪器,可以直接测出“国际单位制”中的三个力学基本物理量( )
A.刻度尺、天平、秒表
B.刻度尺、测力计、秒表
C.刻度尺、测力计、打点计时器
D.体重计、量筒、打点计时器
【答案】A
【详解】国际单位制中的三个力学基本物理量为长度(米)、质量(千克)、时间(秒)。
A.刻度尺、天平、秒表:分别对应长度、质量、时间,可直接测量三个基本量,故A正确;
B.测力计测量力(导出量,单位牛顿),无法直接测质量,故B错误;
C.测力计无法测质量,打点计时器需通过点数间接计算时间,非直接测量,故C错误;
D.量筒测体积(非基本量),体重计可能间接测质量(需重力加速度),故D错误。
故选A。
题型二:基本单位
【例2】.(25-26高一上·浙江·期中)下列物理量中要求是矢量,且它的单位是国际单位制中的基本单位。正确的是( )
A.位移m B.时间s C.速率m/s D.力N
【答案】A
【详解】A.位移是矢量,其单位“m”是国际单位制中的基本单位,故A正确;
B.时间是标量,虽然单位“s”是基本单位,故B错误;
C.速率是标量,且单位“m/s”是导出单位,故C错误;
D.力是矢量,但单位“N”是导出单位,其中1N = 1kg·m/s²,故D错误。
故选A。
【变式1】.(24-25高一上·广西柳州·期末)在力学范围内,规定质量、长度、时间为三个基本物理量,它们的国际单位分别是( )
A.克、千米、小时 B.克、千米、秒 C.千克、米、小时 D.千克、米、秒
【答案】D
【详解】在力学范围内,规定质量、长度、时间为三个基本物理量,它们的国际单位分别是千克、米、秒。
故选D。
【变式2】.(24-25高一上·山西·期末)下列说法正确的是( )
A.分钟(min)、吨(t)、帕斯卡(Pa)是国际单位制中的基本单位
B.牛顿(N)是国际单位制中的基本单位,
C.国际单位制中力学基本单位是米(m)、千克(kg)、秒(s)
D.加速度是国际单位制中的导出单位
【答案】C
【详解】A.分钟(min)、吨(t)是基本单位但不是国际单位制中的基本单位,帕斯卡(Pa)是国际单位制中的单位,选项A错误;
B.牛顿(N)是国际单位制中的导出单位而不是基本单位,,选项B错误;
C.国际单位制中三个力学基本单位分别是米(m)、千克(kg)、秒(s),选项C正确;
D.加速度是物理量,而不是国际单位制中的导出单位,选项D错误.
故选C。
题型三:导出单位
【例3】.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)英国物理学家焦耳最早发现了焦耳定律,给出了电能向内能转化的定量关系,为了纪念他,国际单位制(SI)中能量的单位也以“焦耳”(J)命名。用国际单位制中基本单位表示“焦耳”,正确的是( )
A.N•m B.kg•m•s C. D.
【答案】D
【详解】AC.选项中N和Ω都不是基本单位,故AC错误;
B.选项kg•m•s不是能量单位,所以B错误;
D.根据W=Fx,F=ma
可得,故D正确。
故选D。
【变式1】.(2025·浙江温州·三模)随着电池和电机技术的进步,国产新能源车在加速性能方面表现出色。研究汽车加速时,会引入一个新物理量j来表示加速度a随时间t变化的快慢,即。该物理量的单位用国际单位制中基本单位符号表示为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据可知其单位
故选A。
【变式2】.(24-25高一下·浙江台州·期中)雷诺数Re是流体力学中的一个物理量,其表达式为,式中为流体密度、v为流体流速、d为一特征长度、为黏性系数。已知黏性系数的单位为。则下列关于雷诺数Re的单位说法正确的是( )
A.是基本单位 B.雷诺数Re没有单位
C.雷诺数Re的单位与力的单位相同 D.雷诺数Re的单位与加速度的单位相同
【答案】B
【详解】A.是导出单位,故A错误;
BCD.雷诺数的表达式为,则雷诺数的单位为
故雷诺数Re没有单位。
故选B。
题型四:单位制的综合
【例4】.(25-26高一上·全国·随堂练习)关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A.kg、m/s、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的单位可以是kg,也可以是g
D.在其他单位制中,牛顿第二定律的表达式都是F=ma
【答案】B
【详解】AB.力学中的基本单位只有三个,即kg、m、s,其他单位都是由这三个基本单位推导出来的,故A错误,B正确;
C.在国际单位制中,质量的单位只能是kg,故C错误;
D.牛顿第二定律的表达式为,在国际单位制等单位制中,定义使比例系数,表达式简化为。但在某些单位制中不等于1,故D错误。
故选B。
【变式1】.(25-26高三上·重庆渝中·月考)在下列有关单位制与矢量的说法中,正确的是( )
A.长度、时间、质量是国际单位制中的基本物理量
B.厘米(cm)、分钟(min)、开尔文(K)是国际单位制中的基本单位
C.位移、速度、电流都有大小和方向,它们都是矢量
D.根据牛顿第二定律可知
【答案】A
【详解】A.长度、时间、质量是国际单位制中的基本物理量,国际单位制(SI)的七个基本物理量包括长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度,故A正确。
B.厘米、分钟、开尔文中,开尔文是SI基本单位,但厘米(非米)和分钟(非秒)不是SI基本单位,故B错误。
C.位移和速度是矢量,但电流虽有方向,其运算遵循代数法则而非矢量叠加,故电流是标量,故C错误。
D.由牛顿第二定律 ,单位换算应为 ,故D错误。
故选A。
【变式2】.(2025·浙江宁波·模拟预测)电动汽车发展迅速,电池能量密度是一个衡量电池性能的重要指标,其中体积能量密度是指电池的能量与其体积之比,单位为瓦时/升,改用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】体积能量密度的单位为瓦时每升(),需将其转换为国际单位制基本单位。根据,,1小时=3600s
可得
其中
所以的单位为
故选D。
【高分达标】
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·模拟预测)400米是田径比赛中最难跑的项目之一,这一项目要求运动员兼具卓越的速度、力量和耐力,被普遍认为是体力透支最为严重的赛道之一,下列相关表述正确的是( )
A.运动员跑的总长度为,长度是国际单位制中的基本单位
B.男子400米世界纪录是43.03秒,秒是国际单位制中的基本单位
C.运动员的平均速率接近,米每秒是国际单位制中的基本单位
D.运动员蹬地的爆发力能够达到,力是国际单位制中的基本物理量
【答案】B
【详解】A.运动员跑的总长度为,长度是国际单位制中的基本物理量,故A错误;
B.男子400米世界纪录是43.03秒,秒是国际单位制中的基本单位,故B正确;
C.运动员的平均速率接近,根据可知,米每秒是国际单位制中的导出单位,故C错误;
D.运动员蹬地的爆发力能够达到,根据可知,力是国际单位制中的导出物理量,故D错误。
故选B。
2.(24-25高一下·浙江·期中)下列说法中正确的是( )
A.“km”、“h”属于单位制中的导出单位
B.力学范围内的三个基本量是kg、m、s
C.(v指速度,R指半径)的国际单位是
D.单位仅仅是一个符号,并无实际意义,在运算过程中可有可无
【答案】C
【详解】A.信息中的单位“km”、“h”属于单位制中的基本单位,故A错误;
B.力学范围内的三个基本量是长度、质量、时间,故B错误;
C.的国际单位是,故C正确;
D.单位不仅仅是一个符号,还有实际意义,单位之间的关系体现了物理量之间的关系,故D错误。
故选C 。
3.(24-25高一上·云南昭通·期末)2024年7月17日,中俄“海上联合—2024”联合演习落下帷幕。052D型导弹驱逐舰是我国海军目前建造数量最多的导弹驱逐舰之一,其中昆明舰是服役的首艘052D驱逐舰。昆明舰满载排水量7500吨,长155米,宽18米,最大速度30节。下列说法正确的是( )
A.昆明舰长155米,长度是国际单位制中的基本单位
B.昆明舰满载排水量7500吨,单位“吨”是国际单位制中的导出单位
C.物理量要注明单位,所有物理量都有单位
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
【答案】D
【详解】A.昆明舰长155米,长度是国际单位制中的基本量,米为基本单位,故A错误;
B.“吨”是质量的一个单位,但不是国际单位制中的导出单位,故B错误;
C.物理量要注明单位,并不是所有物理量都有单位,例如动摩擦因数没有单位,故C错误;
D.在国际单位制中,力的单位为牛顿,是根据牛顿第二定律定义的,一牛顿的力能使质量为一千克的物体产生一米每二次方秒的加速度,故D正确。
故选D。
4.(2025·浙江宁波·三模)气体分子的平均平动动能与热力学温度之间的关系为,式中是玻尔兹曼常数,是一个关于温度及能量的常数。用国际单位制中的基本单位表示的单位是( )
A. B. C./℃ D.
【答案】A
【详解】根据,可知
可知k的单位
故选A。
5.(2025·河北保定·模拟预测)如图所示,石家庄号(舷号116)驱逐舰是中国海军隶下的一艘导弹驱逐舰,是中国051C型驱逐舰第二艘。其满载排水量7400吨,长155米,宽17米。以上叙述中涉及了质量和长度及其单位,关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.舰长155米,宽17米,长度是国际单位制中的基本单位
B.舰满载排水量7400吨,单位“吨”是国际单位制中的导出单位
C.物理学中所有物理量都有单位
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
【答案】D
【详解】A.在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量是力学的基本物理量,力学的三个基本单位分别是米、千克、秒,故A错误;
B.“吨”是质量的一个单位,但不是国际单位制中的单位,故B错误;
C.并不是所有物理量都有单位,如动摩擦因数µ就没有单位,故C错误;
D.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定义的,1N就是使质量1kg的物体产生1m/s²加速度的力,故D正确。
故选D。
6.(2025·浙江台州·二模)一定质量的理想气体,在体积不变的情况下,压强p和热力学温度T成正比。即p=CT,常量C的单位用国际单位制基本单位可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为
在国际单位制中,的单位为,的单位为,的单位为,的单位为,所以常量C的单位用国际单位制基本单位可表示为,故选A。
7.(23-24高一下·江苏镇江·期末)万有引力定律表达式中,G的单位正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据
可得G的单位
故选D。
8.(23-24高一上·浙江杭州·期末)下列哪个选项的物理量是标量,且单位是国际制单位的是( )
A.位移m B.周期h C.力N D.质量
【答案】D
【详解】A.位移是矢量,位移的单位m,是国际单位制的基本单位,故A错误;
B.周期是标量,周期的单位s,属于国际单位制, h不是国际单位制的基本单位,故B错误;
C.力是矢量,力的单位N,是国际单位制的导出单位,故C错误;
D.质量是标量,质量的单位kg,是国际单位制的基本单位,故D正确;
故选D。
9.(24-25高一上·浙江杭州·期末)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,叫做国际单位制。国际单位制中,在力学范围内规定的三个基本量是( )
A.米、千克、秒 B.长度、质量、时间
C.力、长度、时间 D.牛、米、秒
【答案】B
【详解】国际单位制中,在力学范围内规定的三个基本量是长度、质量、时间,基本单位是米、千克、秒。
故选B。
10.(24-25高一上·浙江宁波·阶段练习)2023年3月31日,大连中远海运重工为中远海运发展建造的62000吨多用途纸浆船N1040顺利完成试航任务返回码头。N1040总长201.8米、两柱间长198.3米、型宽32.26米、型深19.3米,航速13.5节,续航力22000海里。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位,下列说法正确的是( )
A.“62000吨多用途纸浆船”中,吨是基本量的单位
B.“N1040总长201.8米”中,米是国际单位制中力学三个基本物理量之一
C.“航速13.5节”中,“节”是速度单位,物理学中所有的物理量都有单位
D.“续航力22000海里”指位移大小
【答案】A
【详解】A.“62000吨多用途纸浆船”中,吨是质量的单位,质量属于基本物理量,故A正确;
B.米是国际单位制中力学的基本单位,不是基本物理量,故B错误;
C.物理学中不是所有的物理量都有单位,比如动摩擦因数,没有单位,故C错误;
D.“续航力22000海里”指的是路程,不是指位移大小,故D错误。
故选D。
11.(24-25高一上·广东清远·期末)下列说法或观点不正确的是( )
A.伽利略认为物体运动不需要外力来维持
B.牛顿认为外力是改变物体运动状态的原因
C.亚里士多德认为越重的物体下落越快,是因为它受到的重力大
D.力学的国际基本单位有kg(千克)、m(米)和s(秒)三个
【答案】C
【详解】A.伽利略通过理想实验指出,物体若不受外力将维持原有运动状态,否定了亚里士多德“力是维持运动原因”的观点,A正确;
B.牛顿第一定律明确外力是改变物体运动状态(即产生加速度)的原因,B正确;
C.亚里士多德认为重物下落更快是因物体“自然属性”而非“受到的重力大”,他并未提出“重力”概念,C错误;
D.国际单位制(SI)中,力学基本单位为质量(kg)、长度(m)、时间(s),其他单位(如力的牛顿)均为导出单位,D正确。
本题选错误的,故选C。
12.(24-25高一上·山东滨州·期末)下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律也称惯性定律,可以通过实验验证
B.在国际单位制中,力学物理量对应的基本单位是牛顿、米、秒
C.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为“强弩”的惯性减小了
D.物体加速度的大小由物体质量和所受合力大小决定,与物体速度大小无关
【答案】D
【详解】A.牛顿第一定律是在可靠的事实基础上,通过科学推理概括出来的,不能直接用实验来验证,故A错误;
B.在国际单位制中,力学的三个基本单位是千克、米、秒,故B错误;
C.惯性只与物体的质量有关,“强弩”的惯性不会减小,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可知物体加速度的大小由物体质量和所受合力大小决定,与物体速度大小无关,故D正确。
故选D。
13.(24-25高一上·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. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律可知根据功的表达式可知故选B。
14.(24-25高一上·广东茂名·期末)阿戈斯蒂尼、克劳斯和吕利耶三位教授因为“研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”而获得诺贝尔物理学奖。“阿秒脉冲光”是一种阿秒量级的光脉冲,“1阿秒”即。则下列说法正确的是( )
A.虽然非常的短,但1阿秒仍表示时间间隔
B.非常的短,故1阿秒表示时刻
C.阿秒是国际单位制的基本单位,其对应的物理量是标量
D.时间在国际单位制的基本单位是秒,所以阿秒不是表示时间的单位
【答案】A
【详解】CD.国际单位制中时间的基本单位是秒,不是阿秒,但阿秒仍是表示时间的单位,且时间是标量,故CD错误;
AB.虽然非常的短,但仍表示的是一段很短的时间间隔,则A正确,B错误。
故选A。
15.(24-25高一上·辽宁锦州·期末)高铁是中国现代化交通的重要标志之一。高铁列车的长度可达200-400m,整车质量约为400-600t,正常运行速度为250-350km/h。下列说法正确的是( )
A.“m、t”都是国际单位制中的基本单位
B.“km/h”是国际单位制中的基本单位
C.速度的单位“m/s”是导出单位
D.在国际单位制中,质量的基本单位是克(g)
【答案】C
【详解】A. “m”是国际单位制中的基本单位,“t”不是基本单位,选项A错误;
B. “km/h”不是国际单位制中的基本单位,选项B错误;
C.速度的单位“m/s”是导出单位,选项C正确;
D.在国际单位制中,质量的基本单位是千克(kg),选项D错误。
故选C。
二、多选题
16.(25-26高一上·全国·课后作业)关于单位制,下列说法正确的是( )
A.在力学单位制中,选来作为基本单位的有长度、质量和时间三个物理量的单位
B.一般说来,物理公式在确定各物理量间的数量关系时,也确定了单位关系
C. 的单位为m/s2,物理量的名称为加速度
D.在力学单位制中,N/kg和m/s是相同的单位
【答案】ABC
【详解】A.在力学单位制中,选来作为基本单位的有长度、质量和时间三个物理量的单位,故A正确;
B.一般说来,物理公式在确定各物理量间的数量关系时,也确定了单位关系,故B正确;
C.的单位为,对应的物理量名称为加速度,故C正确;
D.因,可化简为,在力学单位制中,N/kg和m/s是不同的单位,故D错误。
故选ABC。
17.(25-26高一上·全国·课后作业)小刚同学从某本书中查得圆锥体积的计算公式为。小红看到后跟他说:“从单位关系上看,这个公式肯定是错误的,因为根据国际单位制知道圆锥体的体积单位为m3,既然有了R3就不能再乘以高度h。”针对小红的判断依据,下列说法正确的是( )
A.国际单位制中,长度的基本单位可以是m,也可以是km
B.圆锥体的体积单位m3属于导出单位
C.力学单位制中,圆锥体的密度单位kg/m3属于导出单位
D.根据小红的判断依据,圆锥体的体积计算公式应是
【答案】BC
【详解】A.国际单位制中,长度的基本单位是m,km不是国际单位制中的基本单位,故A错误;
B.圆锥体的体积单位m3属于导出单位,故B正确;
C.力学单位制中,密度单位kg/m3由质量单位kg(基本单位)和体积单位m3(导出单位)组合而成,属于导出单位,故C正确;
D.小红的判断依据是单位分析,但正确的圆锥体积公式应为,故D错误。
故选BC。
18.(25-26高一上·全国·课后作业)关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A.汽车的质量单位常用吨,而黄金的质量单位常用克是为了计量方便
B.重力加速度的单位有N/kg和m/s2,这两个单位表示的结果是不同的
C.加速度的变化率称为急动度,其单位为m/s3
D.压强的国际单位为帕斯卡,也可用kg·m-1·s-1
【答案】AC
【详解】A.生活中质量的单位有很多,比如毫克、克、千克、吨等,不同的情境下用不同的单位只是为了计量方便,比较大小时需化成统一单位进行比较,故A正确。
B.根据牛顿第二定律可得,,,故N/kg和m/s2这两个单位表示的结果是相同的,故B错误。
C.加速度的变化率称为急动度,其大小为,则有,故C正确。
D.根据,可得,故D错误。
故选AC。
19.(25-26高一上·全国·课后作业)用国际单位制验证下列表达式,可能正确的是( )
A.x=at(x为位移、a为加速度、t为时间)
B.a=μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度)
C.F=m(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径)
D.v=(v为速度、R为半径、g为重力加速度)
【答案】BD
【详解】A.等式左边x的单位是m,等式右边at的单位是m/s,不一致,故A错误;
B.等式左边a的单位是m/s2,等式右边的单位是m/s2,一致,故B正确;
C.等式左边F的单位是kg·m/s2,等式右边的单位是kg/s,不一致,故C错误;
D.等式左边v的单位是m/s,等式右边的单位是m/s,一致,故D正确。
故选BD。
20.(24-25高一上·新疆阿克苏·期末)下列说法正确的是( )
A.米、千克、秒为国际单位制中的基本单位
B.物体不受力或者所受合外力为零时,物体一定处于静止状态
C.牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律
D.根据牛顿第二定律知,运动物体的速度方向必定与其受合力的方向相同
【答案】AC
【详解】A.米、千克、秒为国际单位制中长度、质量、时间的基本单位,故A正确;
B.物体不受力或者所受合外力为零时,物体处于静止状态或匀速直线运动状态,故B错误;
C.牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律,指明了力是物体运动状态改变的原因,故C正确;
D.根据牛顿第二定律知,运动物体的加速度方向必定与其受合力的方向相同,故D错误。
故选AC。
21.(24-25高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)物体在粘滞流体中运动时所受的阻力叫做粘滞阻力,球形物体在流体中运动时受到的粘滞阻力的表达式为,其中η为流体的粘滞系数,r为球形物体的半径,v为球形物体运动的速率。小球在蓖麻油中从液面下某处由静止开始下落,经过一段时间达到最大速度vm。已知蓖麻油足够深,小球的密度为ρ1,蓖麻油的密度为ρ2,重力加速度为g,球体体积公式,则下列说法正确的是( )
A.在国际单位制中粘滞系数的单位为
B.仅将小球半径变为原来的2倍,小球达到最大速度为4vm
C.仅增大小球密度,小球速度达到vm时所需时间不变
D.小球运动过程中加速度的最大值为
【答案】ABD
【详解】A.根据,解得,则在国际单位制中粘滞系数的单位为,A正确。
B.小球达到最大速度vm时,根据平衡条件得:,解得
仅将小球半径变为原来的2倍,小球达到最大速度为4vm,B正确;
C.设释放后某一时刻小球的速度为v,则此时小球所受粘滞阻力为,小球受到重力、浮力和粘滞阻力,由牛顿第二定律有,化简得
仅增大小球密度ρ1,小球的加速度变大,小球速度达到vm时所需时间变短,C错误;
D.根据,小球速度为零时加速度最大,加速度的最大值为,D正确。
故选ABD。
22.(24-25高一上·陕西汉中·期末)角鹰在鹰类中体型最大,成年角鹰有的质量达9千克,翼展可达1.8-1.9米。如图所示为一只正在捕猎的角鹰,它正斜向下加速朝地面上的猎物俯冲,下列说法正确的是( )
A.“米”是国际单位制中的导出单位
B.“千克”是国际单位制中力学的基本单位
C.角鹰加速俯冲过程中角鹰的惯性不变
D.角鹰加速俯冲过程中可能受力平衡
【答案】BC
【详解】A.“米”是国际单位制中的基本单位,故A错误;
B.“千克”是国际单位制中力学的基本单位,故B正确;
C.角鹰加速俯冲过程中角鹰的质量不变,惯性不变,故C正确;
D.角鹰加速俯冲过程中所受合力不为零,受力不平衡,故D错误。
故选BC。
23.(24-25高一上·四川绵阳·期末)在国际单位制中,下列说法正确的是( )
A.质量单位是基本单位 B.质量单位是导出单位
C.速度单位是基本单位 D.速度单位是导出单位
【答案】AD
【详解】AB.kg是质量的单位,是基本单位,故A正确,B错误;
CD.已知kg、m、s是基本单位,由
可知速度单位是导出单位,故C错误,D正确。
故选AD。
24.(24-25高一上·湖南张家界·期末)在下面的物理量和单位中,叙述正确的是( )
①力 ②牛 ③米/秒 ④速度 ⑤长度 ⑥质量 ⑦千克 ⑧时间
A.属于国际单位制中基本单位的是⑦ B.属于国际单位制中导出单位的是②③⑦
C.属于基本量的是⑤⑥⑧ D.属于国际单位的是②③⑦
【答案】ACD
【详解】牛、米/秒、千克属于国际单位,其中千克属于国际单位制中的基本单位,牛、米/秒属于国际单位制中的导出单位;力、速度、长度、质量和时间属于物理量,其中属于基本物理量的是长度、质量和时间。
故选ACD。
25.(23-24高一上·广东东莞·期末)关于物理学史及单位制,下列表述正确的是( )
A.牛顿在前人研究的基础上,提出了力是改变物体运动状态的原因
B.伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比
C.牛顿、千克、秒都属于国际单位制中的基本单位
D.如果物理量均采用国际单位制单位,则牛顿第二定律可以写作
【答案】ABD
【详解】A.牛顿在前人研究的基础上,提出了力是改变物体运动状态的原因,故A正确;
B.伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比,故B正确;
C.千克、秒都属于国际单位制中的基本单位,牛顿属于国际单位制中的导出单位,故C错误;
D.如果物理量均采用国际单位制单位,则牛顿第二定律可以写作,故D正确。
故选ABD。
26.(24-25高一上·山东淄博·阶段练习)关于力学单位制、力和运动及惯性,下列说法正确的是( )
A.伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因
B.在航天器中因失重而处于漂浮状态的宇航员没有惯性
C.在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是
D.在国际单位制中,时间的基本单位可以是s,也可以是h
【答案】AC
【详解】A.伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因,故A正确;
B.惯性只与质量有关,宇航员在空中失重并没有失去惯性,故B错误;
C.牛顿第二定律表达式为,只有在国际单位制中,k才取1,表达式才能写成,故C正确;
D.在国际单位制中,时间的基本单位是s,其他的单位不是国际单位制中的单位,故D错误。
故选AC。
27.(24-25高一上·贵州贵阳·阶段练习)关于物理学发展过程和研究方法的认识, 下列说法中正确的是( )
A.由加速度的定义,可知加速度与速度变化量成正比,与时间成反比
B.伽利略的理想斜面实验,忽略实际中存在的次要因素,抓住了规律的本质,是物理学研究中一种重要的方法
C.根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思维法
D.在国际单位制中,质量、时间、长度、力的单位kg、s、m、N都是基本单位
【答案】BC
【详解】A.加速度的定义,但加速度与速度变化量、时间均无关,故A错误;
B.伽利略的理想斜面实验,忽略实际中存在的次要因素,抓住了规律的本质,是物理学研究中一种重要的方法,故B正确;
C.根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思维法,故C正确;
D.在国际单位制中,质量、时间、长度的单位kg、s、m都是基本单位,N不是基本单位,故D错误。
故选BC。
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第16讲: 力学单位制
【考点归纳】
【知识归纳】
知识点一、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,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/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2).
4.单位制:基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制.
知识点二、国际单位制
国际单位制: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.
1.国际单位制中的基本量
国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)、发光强度(I)七个量为基本量.
2.国际单位制中的力学基本单位:长度l,单位:m;质量m,单位:kg;时间t,单位:s.
必记考试大重点: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
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
物质的量
n,(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I,(Iv)
坎[德拉]
cd
【题型归纳】
题型一:国际单位制的基本物理量
【例1】.(25-26高一上·全国)关于物理量和物理量的单位,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、力为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.1 N=1 kg·m·s-2
D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的基本单位
【变式1】.(24-25高一上·安徽亳州·期末)关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.国际单位制中的基本单位可以随意选定
B.加速度的单位是由长度单位(m)、时间单位(s)和加速度的定义式推导出来的,所以加速度的单位是导出单位
C.牛顿(N)是国际单位制中的基本单位,
D.国际单位制中力学的三个基本物理量是长度、质量和力
【变式2】.(25-26高三上·重庆·开学考试)选项中哪一组仪器,可以直接测出“国际单位制”中的三个力学基本物理量( )
A.刻度尺、天平、秒表
B.刻度尺、测力计、秒表
C.刻度尺、测力计、打点计时器
D.体重计、量筒、打点计时器
题型二:基本单位
【例2】.(25-26高一上·浙江·期中)下列物理量中要求是矢量,且它的单位是国际单位制中的基本单位。正确的是( )
A.位移m B.时间s C.速率m/s D.力N
【变式1】.(24-25高一上·广西柳州·期末)在力学范围内,规定质量、长度、时间为三个基本物理量,它们的国际单位分别是( )
A.克、千米、小时 B.克、千米、秒 C.千克、米、小时 D.千克、米、秒
【变式2】.(24-25高一上·山西·期末)下列说法正确的是( )
A.分钟(min)、吨(t)、帕斯卡(Pa)是国际单位制中的基本单位
B.牛顿(N)是国际单位制中的基本单位,
C.国际单位制中力学基本单位是米(m)、千克(kg)、秒(s)
D.加速度是国际单位制中的导出单位
题型三:导出单位
【例3】.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)英国物理学家焦耳最早发现了焦耳定律,给出了电能向内能转化的定量关系,为了纪念他,国际单位制(SI)中能量的单位也以“焦耳”(J)命名。用国际单位制中基本单位表示“焦耳”,正确的是( )
A.N•m B.kg•m•s C. D.
【变式1】.(2025·浙江温州·三模)随着电池和电机技术的进步,国产新能源车在加速性能方面表现出色。研究汽车加速时,会引入一个新物理量j来表示加速度a随时间t变化的快慢,即。该物理量的单位用国际单位制中基本单位符号表示为( )
A. B. C. D.
【变式2】.(24-25高一下·浙江台州·期中)雷诺数Re是流体力学中的一个物理量,其表达式为,式中为流体密度、v为流体流速、d为一特征长度、为黏性系数。已知黏性系数的单位为。则下列关于雷诺数Re的单位说法正确的是( )
A.是基本单位 B.雷诺数Re没有单位
C.雷诺数Re的单位与力的单位相同 D.雷诺数Re的单位与加速度的单位相同
题型四:单位制的综合
【例4】.(25-26高一上·全国·随堂练习)关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A.kg、m/s、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的单位可以是kg,也可以是g
D.在其他单位制中,牛顿第二定律的表达式都是F=ma
【变式1】.(25-26高三上·重庆渝中·月考)在下列有关单位制与矢量的说法中,正确的是( )
A.长度、时间、质量是国际单位制中的基本物理量
B.厘米(cm)、分钟(min)、开尔文(K)是国际单位制中的基本单位
C.位移、速度、电流都有大小和方向,它们都是矢量
D.根据牛顿第二定律可知
【变式2】.(2025·浙江宁波·模拟预测)电动汽车发展迅速,电池能量密度是一个衡量电池性能的重要指标,其中体积能量密度是指电池的能量与其体积之比,单位为瓦时/升,改用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
【高分达标】
一、单选题
1.(2025·陕西咸阳·模拟预测)400米是田径比赛中最难跑的项目之一,这一项目要求运动员兼具卓越的速度、力量和耐力,被普遍认为是体力透支最为严重的赛道之一,下列相关表述正确的是( )
A.运动员跑的总长度为,长度是国际单位制中的基本单位
B.男子400米世界纪录是43.03秒,秒是国际单位制中的基本单位
C.运动员的平均速率接近,米每秒是国际单位制中的基本单位
D.运动员蹬地的爆发力能够达到,力是国际单位制中的基本物理量
2.(24-25高一下·浙江·期中)下列说法中正确的是( )
A.“km”、“h”属于单位制中的导出单位
B.力学范围内的三个基本量是kg、m、s
C.(v指速度,R指半径)的国际单位是
D.单位仅仅是一个符号,并无实际意义,在运算过程中可有可无
3.(24-25高一上·云南昭通·期末)2024年7月17日,中俄“海上联合—2024”联合演习落下帷幕。052D型导弹驱逐舰是我国海军目前建造数量最多的导弹驱逐舰之一,其中昆明舰是服役的首艘052D驱逐舰。昆明舰满载排水量7500吨,长155米,宽18米,最大速度30节。下列说法正确的是( )
A.昆明舰长155米,长度是国际单位制中的基本单位
B.昆明舰满载排水量7500吨,单位“吨”是国际单位制中的导出单位
C.物理量要注明单位,所有物理量都有单位
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
4.(2025·浙江宁波·三模)气体分子的平均平动动能与热力学温度之间的关系为,式中是玻尔兹曼常数,是一个关于温度及能量的常数。用国际单位制中的基本单位表示的单位是( )
A. B. C./℃ D.
5.(2025·河北保定·模拟预测)如图所示,石家庄号(舷号116)驱逐舰是中国海军隶下的一艘导弹驱逐舰,是中国051C型驱逐舰第二艘。其满载排水量7400吨,长155米,宽17米。以上叙述中涉及了质量和长度及其单位,关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.舰长155米,宽17米,长度是国际单位制中的基本单位
B.舰满载排水量7400吨,单位“吨”是国际单位制中的导出单位
C.物理学中所有物理量都有单位
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
6.(2025·浙江台州·二模)一定质量的理想气体,在体积不变的情况下,压强p和热力学温度T成正比。即p=CT,常量C的单位用国际单位制基本单位可表示为( )
A. B.
C. D.
7.(23-24高一下·江苏镇江·期末)万有引力定律表达式中,G的单位正确的是( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一上·浙江杭州·期末)下列哪个选项的物理量是标量,且单位是国际制单位的是( )
A.位移m B.周期h C.力N D.质量
9.(24-25高一上·浙江杭州·期末)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,叫做国际单位制。国际单位制中,在力学范围内规定的三个基本量是( )
A.米、千克、秒 B.长度、质量、时间
C.力、长度、时间 D.牛、米、秒
10.(24-25高一上·浙江宁波·阶段练习)2023年3月31日,大连中远海运重工为中远海运发展建造的62000吨多用途纸浆船N1040顺利完成试航任务返回码头。N1040总长201.8米、两柱间长198.3米、型宽32.26米、型深19.3米,航速13.5节,续航力22000海里。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位,下列说法正确的是( )
A.“62000吨多用途纸浆船”中,吨是基本量的单位
B.“N1040总长201.8米”中,米是国际单位制中力学三个基本物理量之一
C.“航速13.5节”中,“节”是速度单位,物理学中所有的物理量都有单位
D.“续航力22000海里”指位移大小
11.(24-25高一上·广东清远·期末)下列说法或观点不正确的是( )
A.伽利略认为物体运动不需要外力来维持
B.牛顿认为外力是改变物体运动状态的原因
C.亚里士多德认为越重的物体下落越快,是因为它受到的重力大
D.力学的国际基本单位有kg(千克)、m(米)和s(秒)三个
12.(24-25高一上·山东滨州·期末)下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律也称惯性定律,可以通过实验验证
B.在国际单位制中,力学物理量对应的基本单位是牛顿、米、秒
C.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为“强弩”的惯性减小了
D.物体加速度的大小由物体质量和所受合力大小决定,与物体速度大小无关
13.(24-25高一上·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. B. C. D.
14.(24-25高一上·广东茂名·期末)阿戈斯蒂尼、克劳斯和吕利耶三位教授因为“研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”而获得诺贝尔物理学奖。“阿秒脉冲光”是一种阿秒量级的光脉冲,“1阿秒”即。则下列说法正确的是( )
A.虽然非常的短,但1阿秒仍表示时间间隔
B.非常的短,故1阿秒表示时刻
C.阿秒是国际单位制的基本单位,其对应的物理量是标量
D.时间在国际单位制的基本单位是秒,所以阿秒不是表示时间的单位
15.(24-25高一上·辽宁锦州·期末)高铁是中国现代化交通的重要标志之一。高铁列车的长度可达200-400m,整车质量约为400-600t,正常运行速度为250-350km/h。下列说法正确的是( )
A.“m、t”都是国际单位制中的基本单位
B.“km/h”是国际单位制中的基本单位
C.速度的单位“m/s”是导出单位
D.在国际单位制中,质量的基本单位是克(g)
二、多选题
16.(25-26高一上·全国·课后作业)关于单位制,下列说法正确的是( )
A.在力学单位制中,选来作为基本单位的有长度、质量和时间三个物理量的单位
B.一般说来,物理公式在确定各物理量间的数量关系时,也确定了单位关系
C. 的单位为m/s2,物理量的名称为加速度
D.在力学单位制中,N/kg和m/s是相同的单位
17.(25-26高一上·全国·课后作业)小刚同学从某本书中查得圆锥体积的计算公式为。小红看到后跟他说:“从单位关系上看,这个公式肯定是错误的,因为根据国际单位制知道圆锥体的体积单位为m3,既然有了R3就不能再乘以高度h。”针对小红的判断依据,下列说法正确的是( )
A.国际单位制中,长度的基本单位可以是m,也可以是km
B.圆锥体的体积单位m3属于导出单位
C.力学单位制中,圆锥体的密度单位kg/m3属于导出单位
D.根据小红的判断依据,圆锥体的体积计算公式应是
18.(25-26高一上·全国·课后作业)关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A.汽车的质量单位常用吨,而黄金的质量单位常用克是为了计量方便
B.重力加速度的单位有N/kg和m/s2,这两个单位表示的结果是不同的
C.加速度的变化率称为急动度,其单位为m/s3
D.压强的国际单位为帕斯卡,也可用kg·m-1·s-1
19.(25-26高一上·全国·课后作业)用国际单位制验证下列表达式,可能正确的是( )
A.x=at(x为位移、a为加速度、t为时间)
B.a=μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度)
C.F=m(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径)
D.v=(v为速度、R为半径、g为重力加速度)
20.(24-25高一上·新疆阿克苏·期末)下列说法正确的是( )
A.米、千克、秒为国际单位制中的基本单位
B.物体不受力或者所受合外力为零时,物体一定处于静止状态
C.牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律
D.根据牛顿第二定律知,运动物体的速度方向必定与其受合力的方向相同
21.(24-25高一上·重庆沙坪坝·阶段练习)物体在粘滞流体中运动时所受的阻力叫做粘滞阻力,球形物体在流体中运动时受到的粘滞阻力的表达式为,其中η为流体的粘滞系数,r为球形物体的半径,v为球形物体运动的速率。小球在蓖麻油中从液面下某处由静止开始下落,经过一段时间达到最大速度vm。已知蓖麻油足够深,小球的密度为ρ1,蓖麻油的密度为ρ2,重力加速度为g,球体体积公式,则下列说法正确的是( )
A.在国际单位制中粘滞系数的单位为
B.仅将小球半径变为原来的2倍,小球达到最大速度为4vm
C.仅增大小球密度,小球速度达到vm时所需时间不变
D.小球运动过程中加速度的最大值为
22.(24-25高一上·陕西汉中·期末)角鹰在鹰类中体型最大,成年角鹰有的质量达9千克,翼展可达1.8-1.9米。如图所示为一只正在捕猎的角鹰,它正斜向下加速朝地面上的猎物俯冲,下列说法正确的是( )
A.“米”是国际单位制中的导出单位 B.“千克”是国际单位制中力学的基本单位
C.角鹰加速俯冲过程中角鹰的惯性不变 D.角鹰加速俯冲过程中可能受力平衡
23.(24-25高一上·四川绵阳·期末)在国际单位制中,下列说法正确的是( )
A.质量单位是基本单位 B.质量单位是导出单位
C.速度单位是基本单位 D.速度单位是导出单位
24.(24-25高一上·湖南张家界·期末)在下面的物理量和单位中,叙述正确的是( )
①力 ②牛 ③米/秒 ④速度 ⑤长度 ⑥质量 ⑦千克 ⑧时间
A.属于国际单位制中基本单位的是⑦ B.属于国际单位制中导出单位的是②③⑦
C.属于基本量的是⑤⑥⑧ D.属于国际单位的是②③⑦
25.(23-24高一上·广东东莞·期末)关于物理学史及单位制,下列表述正确的是( )
A.牛顿在前人研究的基础上,提出了力是改变物体运动状态的原因
B.伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比
C.牛顿、千克、秒都属于国际单位制中的基本单位
D.如果物理量均采用国际单位制单位,则牛顿第二定律可以写作
26.(24-25高一上·山东淄博·阶段练习)关于力学单位制、力和运动及惯性,下列说法正确的是( )
A.伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因
B.在航天器中因失重而处于漂浮状态的宇航员没有惯性
C.在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是
D.在国际单位制中,时间的基本单位可以是s,也可以是h
27.(24-25高一上·贵州贵阳·阶段练习)关于物理学发展过程和研究方法的认识, 下列说法中正确的是( )
A.由加速度的定义,可知加速度与速度变化量成正比,与时间成反比
B.伽利略的理想斜面实验,忽略实际中存在的次要因素,抓住了规律的本质,是物理学研究中一种重要的方法
C.根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思维法
D.在国际单位制中,质量、时间、长度、力的单位kg、s、m、N都是基本单位
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