2024-2025学年高中物理第四章牛顿运动定律4力学单位制课时作业含解析新人教版必修1

PAGE8-力学单位制(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.国际单位制(SI)规定的三个力学基本单位是 ()A.牛、秒、米 B.牛、千克、米C.克、秒、米 D.千克、秒、米【解析】选D。力学中的三个基本物理量为:质量、时间、长度;质量的国际单位是千克,时间的国际单位是秒,长度的国际单位是米,力的单位N是导出单位,故D正确;综上所述本题答案是D。2.(多选)(2024·东莞高一检测)关于物理量或物理量的单位,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、时间为三个基本物理量B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位C.1N/kg=1m/s2D.“米”“秒”“牛顿”都属于国际单位制的单位【解析】选A、C、D。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,A正确;为了纪念牛顿,人们把“牛顿”作为力学中的导出单位,B错误;1N/kg=1m/s2,C正确;“米”“秒”“牛顿”都属于国际单位制的单位,D正确。【补偿训练】下列有关力学单位制的说法正确的是 ()A.在有关力学的分析计算中,只能采纳国际单位,不能采纳其他单位B.力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、质量、速度C.力学单位制中,国际单位制的基本单位有N、kg、m、sD.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示【解析】选D。在有关力学的分析计算中,可以采纳其他单位制,但是要统一,故选项A错误;力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、质量、时间,故选项B错误;力学单位制中,国际单位制的基本单位有kg、m、s,N不是基本单位,故选项C错误;单位制中的导出单位可以用基本单位来表示,故选项D正确。3.(多选)(2024·太原高一检测)在初中我们学过,假如一个物体在力F的作用下沿力的方向移动一段距离l,这个力对物体做的功为W=Fl。我们还学过功的单位是焦耳(J),则下列关于力的单位牛顿(N)、功的单位焦耳(J)与力学范围内的基本单位米(m)、秒(s)和千克(kg)关系的等式中,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】选A、B、D。依据牛顿其次定律F=ma可得,1N=1kg·m/s2,A正确;依据a=可得1m/s2=1N/kg,B正确;依据W=Fs=mas可得1J=1kg·m2/s2,故C错误,D正确。4.(2024·唐山高一检测)测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是 ()A.刻度尺、弹簧秤、秒表 B.刻度尺、测力计、打点计时器C.量筒、天平、秒表 D.刻度尺、天平、秒表【解析】选D。长度、时间、质量是三个力学基本物理量,米尺是测量长度的仪器,天平是测量质量的仪器,秒表是测量时间的仪器,故D正确。5.质量m=200g的物体以加速度a=20cm/s2做匀加速直线运动,则关于它受到的合外力的大小及单位,下列运算既简洁又符合一般运算要求的是 ()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】选B。在物理计算中,假如各物理量的单位都统一到国际单位制中,则最终结果的单位也确定是国际单位制中的单位。6.(2024·赣州高一检测)在解一道计算位移的计算题中(由字母表达结果的计算题),一个同学解得x=(t1+t2),这个结果 ()A.可能是正确的B.假如用国际单位制,结果可能正确C.确定是错误的D.用国际单位制,结果错误,假如用其他单位制,结果可能正确【解析】选C。可以将右边的力F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移x的单位一样;还可以依据F=ma,a=,v=,将公式的物理量全部换算成基本物理量的单位,就好推断了。在x=(t1+t2)式中,左边单位是长度单位,而右边单位推知是速度单位,所以结果确定是错误的,单位制选的不同,不会影响结果的精确性。故C正确,A、B、D错误。二、非选择题(20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.跳伞运动员在下落过程中(如图所示),假定伞所受空气阻力的大小跟下落速度的平方成正比,即F=kv2,比例系数k=20N·s2/m2,跳伞运动员与伞的总质量为72kg,起跳高度足够高,则:(1)跳伞运动员在空中做什么运动?收尾速度是多大?(2)当速度达到4m/s时,下落加速度是多大?(g取10m/s2)【解析】(1)以伞和运动员作为探讨对象,起先时速度较小,空气阻力F小于重力G,v增大,F随之增大,合力F合减小,做加速度a渐渐减小的加速运动;当v足够大,使F=G时,F合=0,a=0,起先做匀速运动,此时的速度为收尾速度,设为vm,由F=k=G,得vm===6m/s。(2)当v=4m/s<vm时,合力F合=mg-F,F=kv2,由牛顿其次定律F合=ma得a=g-=10m/s2-m/s2≈5.6m/s2。答案:(1)做加速度越来越小的加速运动6m/s(2)5.6m/s2【补偿训练】将一个物体用弹簧测力计竖直悬挂起来后,弹簧测力计的示数如图甲所示(弹簧测力计的量程为100N),之后将该物体放到粗糙的水平面上如图乙所示,当渐渐增大拉力到43N时,物体刚好运动,物体运动之后只用40N的拉力就能保持向右匀速运动(g取10m/s2)。求:(1)物体的质量为多少千克?物体与地面的最大静摩擦力为多大?(2)物体与地面间的动摩擦因数为多大?(3)假如将拉力改为60N,并且由静止拉物体运动,经过10s时物体的运动速度和位移各为多少?【解析】(1)由题给图形可得G=80N=mg,故物体的质量m=8.0kg,物体受到的最大静摩擦力fm=43N。(2)受力分析如图,可得:N=G=80N,滑动摩擦力:f=F=40N,μ===0.5(3)由牛顿其次定律知: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分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)在探讨匀变速直线运动的试验中,取计数点时间间隔为0.1s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2cm,若还测出小车的质量为500g,则关于加速度、合外力大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是 ()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】选B、D。在应用公式进行数量运算的同时,也要把单位代入运算。代入单位运算时,单位换算要精确,可以把题中已知量的单位都用国际单位表示,计算结构的单位就是用国际单位表示的。这样在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后面写出正确单位即可。选项A中Δx=1.2cm,没换算成国际单位,C项中的小车质量m=500g,没换算成国际单位,所以均错误,故正确答案为B、D。2.(2024·合肥高一检测)试验探讨表明着陆伞所受的阻力与其着陆的速度v,伞的半径r,空气密度ρ等因素有关,下面几个有关阻力的表达式可能正确的是(式中k为比例常数,无单位) ()A.kv2r3ρ B.kv2r2ρC.kv2r4ρ D.kvr2ρ【解析】选B。力的单位为牛顿,B选项中单位运算为×m2×=kg·m·s-2=N,故B正确。3.(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位 ()A.力的单位N B.压强的单位PaC.长度的单位m D.加速度的单位m/s2【解析】选A、B、D。题目所给单位均为力学单位,在力学中只取质量、长度、时间的单位为基本单位,除这三个单位以外的单位,均为导出单位。4.轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标,近年来,一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时,提出了一个新的概念,叫作“加速度的改变率”(即加速度的改变Δa与时间Δt的比值),用“加速度的改变率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间改变的快慢。轿车的加速度改变率越小,乘坐轿车的人感觉越舒适。下面四个单位中,适合作加速度改变率的单位的是()A.m/s B.m/s2C.m/s3 D.m/s4【解析】选C。因为加速度的单位是m/s2,所以加速度的改变量Δa=a2-a1,单位也是m/s2,所以加速度的改变率的单位为m/s3,故C正确。5.韩慧芳同学解题时,得到某物理量A的表达式为A=L,其中L为长度,T为时间,则可知物理量A的单位为 ()A.m B.m/sC.m/s2 D.m3/s2【解析】选C。长度的单位是m,时间的单位是s,所以物理量A的单位是m/s2,C正确。6.声音在某种气体中的速度表达式,可以用气体的压强p,气体的密度ρ和没有单位的比例常数k来表示。依据上述状况,推断下列声音在该气体中的速度表达式中确定正确的是 ()A.v=k B.v=kC.v=k D.v=k【解析】选C。在A中,代入压强p和密度ρ的国际单位可得===s/m,不是速度的单位“m/s”,A错误。在B中,同理可有===m2/s2,不是速度的单位“m/s”,B错误。在C中,同理可有===m/s,与速度单位“m/s”相同,C正确。在D中,同理可有===s2/m2,不是速度的单位“m/s”,D错误。二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(8分)(2024·岳阳高一检测)如图甲所示,一根直杆AB与水平面成某一角度固定,在杆上套一个小物块,杆底端B处有一弹性挡板,杆与板面垂直,现将物块拉到A点由静止释放,物块下滑与挡板第一次碰撞前后的v-t图象如图乙所示,物块最终停止在B点,重力加速度g取10m/s2。求:物块与杆之间的动摩擦因数μ。【解析】设杆子与水平方向的夹角为θ,由图象可知,物块匀加速运动的加速度大小a1=m/s2=4m/s2,匀减速上滑的加速度大小a2=m/s2=8m/s2,依据牛顿其次定律得,mgsinθ-μmgcosθ=ma1,mgsinθ+μmgcosθ=ma2,联立两式解得μ=0.25,sinθ=0.6。答案:0.258.(12分)雨滴在空气中下落时,受到的阻力Ff不仅和雨滴的速度v有关,