2024-2025學年高中物理第四章牛頓運動定律4力學單位制課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGE8-力學單位制(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.國際單位制(SI)規(guī)定的三個力學基本單位是 ()A.牛、秒、米 B.牛、千克、米C.克、秒、米 D.千克、秒、米【解析】選D。力學中的三個基本物理量為:質量、時間、長度;質量的國際單位是千克,時間的國際單位是秒,長度的國際單位是米,力的單位N是導出單位,故D正確;綜上所述本題答案是D。2.(多選)(2024·東莞高一檢測)關于物理量或物理量的單位,下列說法中正確的是 ()A.在力學范圍內,國際單位制規(guī)定長度、質量、時間為三個基本物理量B.后人為了紀念牛頓,把“牛頓”作為力學中的基本單位C.1N/kg=1m/s2D.“米”“秒”“牛頓”都屬于國際單位制的單位【解析】選A、C、D。在力學范圍內,國際單位制規(guī)定長度、質量、時間為三個基本物理量,A正確;為了紀念牛頓,人們把“牛頓”作為力學中的導出單位,B錯誤;1N/kg=1m/s2,C正確;“米”“秒”“牛頓”都屬于國際單位制的單位,D正確?！狙a償訓練】下列有關力學單位制的說法正確的是 ()A.在有關力學的分析計算中,只能采納國際單位,不能采納其他單位B.力學單位制中,選為基本單位的物理量有長度、質量、速度C.力學單位制中,國際單位制的基本單位有N、kg、m、sD.單位制中的導出單位可以用基本單位來表示【解析】選D。在有關力學的分析計算中,可以采納其他單位制,但是要統一,故選項A錯誤;力學單位制中,選為基本單位的物理量有長度、質量、時間,故選項B錯誤;力學單位制中,國際單位制的基本單位有kg、m、s,N不是基本單位,故選項C錯誤;單位制中的導出單位可以用基本單位來表示,故選項D正確。3.(多選)(2024·太原高一檢測)在初中我們學過,假如一個物體在力F的作用下沿力的方向移動一段距離l,這個力對物體做的功為W=Fl。我們還學過功的單位是焦耳(J),則下列關于力的單位牛頓(N)、功的單位焦耳(J)與力學范圍內的基本單位米(m)、秒(s)和千克(kg)關系的等式中,成立的有 ()A.1N=1kg·m/s2 B.1m/s2=1N/kgC.1J=kg·m/s2 D.1J=1kg·m2/s2【解析】選A、B、D。依據牛頓其次定律F=ma可得,1N=1kg·m/s2,A正確;依據a=可得1m/s2=1N/kg,B正確;依據W=Fs=mas可得1J=1kg·m2/s2,故C錯誤,D正確。4.(2024·唐山高一檢測)測量國際單位制規(guī)定的三個力學基本物理量分別可用的儀器是 ()A.刻度尺、彈簧秤、秒表 B.刻度尺、測力計、打點計時器C.量筒、天平、秒表 D.刻度尺、天平、秒表【解析】選D。長度、時間、質量是三個力學基本物理量,米尺是測量長度的儀器,天平是測量質量的儀器,秒表是測量時間的儀器,故D正確。5.質量m=200g的物體以加速度a=20cm/s2做勻加速直線運動,則關于它受到的合外力的大小及單位,下列運算既簡潔又符合一般運算要求的是 ()A.F=200×20=4000NB.F=0.2×0.2N=0.04NC.F=0.2×0.2=0.04ND.F=0.2kg×0.2m/s2=0.04N【解析】選B。在物理計算中,假如各物理量的單位都統一到國際單位制中,則最終結果的單位也確定是國際單位制中的單位。6.(2024·贛州高一檢測)在解一道計算位移的計算題中(由字母表達結果的計算題),一個同學解得x=(t1+t2),這個結果 ()A.可能是正確的B.假如用國際單位制,結果可能正確C.確定是錯誤的D.用國際單位制,結果錯誤,假如用其他單位制,結果可能正確【解析】選C?？梢詫⒂疫叺牧、時間t和質量m的單位代入公式看得到的單位是否和位移x的單位一樣;還可以依據F=ma,a=,v=,將公式的物理量全部換算成基本物理量的單位,就好推斷了。在x=(t1+t2)式中,左邊單位是長度單位,而右邊單位推知是速度單位,所以結果確定是錯誤的,單位制選的不同,不會影響結果的精確性。故C正確,A、B、D錯誤。二、非選擇題(20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)7.跳傘運動員在下落過程中(如圖所示),假定傘所受空氣阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系數k=20N·s2/m2,跳傘運動員與傘的總質量為72kg,起跳高度足夠高,則:(1)跳傘運動員在空中做什么運動?收尾速度是多大?(2)當速度達到4m/s時,下落加速度是多大?(g取10m/s2)【解析】(1)以傘和運動員作為探討對象,起先時速度較小,空氣阻力F小于重力G,v增大,F隨之增大,合力F合減小,做加速度a漸漸減小的加速運動;當v足夠大,使F=G時,F合=0,a=0,起先做勻速運動,此時的速度為收尾速度,設為vm,由F=k=G,得vm===6m/s。(2)當v=4m/s<vm時,合力F合=mg-F,F=kv2,由牛頓其次定律F合=ma得a=g-=10m/s2-m/s2≈5.6m/s2。答案:(1)做加速度越來越小的加速運動6m/s(2)5.6m/s2【補償訓練】將一個物體用彈簧測力計豎直懸掛起來后,彈簧測力計的示數如圖甲所示(彈簧測力計的量程為100N),之后將該物體放到粗糙的水平面上如圖乙所示,當漸漸增大拉力到43N時,物體剛好運動,物體運動之后只用40N的拉力就能保持向右勻速運動(g取10m/s2)。求:(1)物體的質量為多少千克?物體與地面的最大靜摩擦力為多大?(2)物體與地面間的動摩擦因數為多大?(3)假如將拉力改為60N,并且由靜止拉物體運動,經過10s時物體的運動速度和位移各為多少?【解析】(1)由題給圖形可得G=80N=mg,故物體的質量m=8.0kg,物體受到的最大靜摩擦力fm=43N。(2)受力分析如圖,可得:N=G=80N,滑動摩擦力:f=F=40N,μ===0.5(3)由牛頓其次定律知:F合=F-f=ma,可得:a==m/s2=2.5m/s2v=v0+at=2.5×10m/s=25m/ss=v0t+at2=×2.5×102m=125m答案:(1)8.0kg43N(2)0.5(3)25m/s125m(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.(多選)在探討勻變速直線運動的試驗中,取計數點時間間隔為0.1s,測得相鄰相等時間間隔的位移差的平均值Δx=1.2cm,若還測出小車的質量為500g,則關于加速度、合外力大小及單位,既正確又符合一般運算要求的是 ()A.a=m/s2=120m/s2B.a=m/s2=1.2m/s2C.F=500×1.2N=600ND.F=0.5×1.2N=0.6N【解析】選B、D。在應用公式進行數量運算的同時,也要把單位代入運算。代入單位運算時,單位換算要精確,可以把題中已知量的單位都用國際單位表示,計算結構的單位就是用國際單位表示的。這樣在統一已知量的單位后,就不必一一寫出各個量的單位,只在數字后面寫出正確單位即可。選項A中Δx=1.2cm,沒換算成國際單位,C項中的小車質量m=500g,沒換算成國際單位,所以均錯誤,故正確答案為B、D。2.(2024·合肥高一檢測)試驗探討表明著陸傘所受的阻力與其著陸的速度v,傘的半徑r,空氣密度ρ等因素有關,下面幾個有關阻力的表達式可能正確的是(式中k為比例常數,無單位) ()A.kv2r3ρ B.kv2r2ρC.kv2r4ρ D.kvr2ρ【解析】選B。力的單位為牛頓,B選項中單位運算為×m2×=kg·m·s-2=N,故B正確。3.(多選)下列哪些物理量的單位是導出單位 ()A.力的單位N B.壓強的單位PaC.長度的單位m D.加速度的單位m/s2【解析】選A、B、D。題目所給單位均為力學單位,在力學中只取質量、長度、時間的單位為基本單位,除這三個單位以外的單位,均為導出單位。4.轎車的加速度大小是衡量轎車加速性能的一項重要指標,近年來,一些高級轎車的設計師在關注轎車加速度的同時,提出了一個新的概念,叫作“加速度的改變率”(即加速度的改變Δa與時間Δt的比值),用“加速度的改變率”這一新的概念來描述轎車加速度隨時間改變的快慢。轎車的加速度改變率越小,乘坐轎車的人感覺越舒適。下面四個單位中,適合作加速度改變率的單位的是()A.m/s B.m/s2C.m/s3 D.m/s4【解析】選C。因為加速度的單位是m/s2,所以加速度的改變量Δa=a2-a1,單位也是m/s2,所以加速度的改變率的單位為m/s3,故C正確。5.韓慧芳同學解題時,得到某物理量A的表達式為A=L,其中L為長度,T為時間,則可知物理量A的單位為 ()A.m B.m/sC.m/s2 D.m3/s2【解析】選C。長度的單位是m,時間的單位是s,所以物理量A的單位是m/s2,C正確。6.聲音在某種氣體中的速度表達式,可以用氣體的壓強p,氣體的密度ρ和沒有單位的比例常數k來表示。依據上述狀況,推斷下列聲音在該氣體中的速度表達式中確定正確的是 ()A.v=k B.v=kC.v=k D.v=k【解析】選C。在A中,代入壓強p和密度ρ的國際單位可得===s/m,不是速度的單位“m/s”,A錯誤。在B中,同理可有===m2/s2,不是速度的單位“m/s”,B錯誤。在C中,同理可有===m/s,與速度單位“m/s”相同,C正確。在D中,同理可有===s2/m2,不是速度的單位“m/s”,D錯誤。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)7.(8分)(2024·岳陽高一檢測)如圖甲所示,一根直桿AB與水平面成某一角度固定,在桿上套一個小物塊,桿底端B處有一彈性擋板,桿與板面垂直,現將物塊拉到A點由靜止釋放,物塊下滑與擋板第一次碰撞前后的v-t圖象如圖乙所示,物塊最終停止在B點,重力加速度g取10m/s2。求:物塊與桿之間的動摩擦因數μ。【解析】設桿子與水平方向的夾角為θ,由圖象可知,物塊勻加速運動的加速度大小a1=m/s2=4m/s2,勻減速上滑的加速度大小a2=m/s2=8m/s2,依據牛頓其次定律得,mgsinθ-μmgcosθ=ma1,mgsinθ+μmgcosθ=ma2,聯立兩式解得μ=0.25,sinθ=0.6。答案:0.258.(12分)雨滴在空氣中下落時,受到的阻力Ff不僅和雨滴的速度v有關,