高中物理第四章第七节力学单位教案2粤教版必修1

第7节力学单位制
教学过程：
为了测量或比较物理量的大小我们建立了物理量的单位．我们已学过的一些物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位．一般说来，物理量的单位可以任意选择，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制．古今中外都不一样，严重影响了科学技术的交流与发展，因此国际计量大会对此做出了规范，通过了国际单位制（代号为SI）
（一）单位制
1．基本单位：所选定的基本物理量的单位
（l）物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位
（2）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（min）、小时（h）等．
力学是研究物体运动变化的过程中力与运动关系的，因此，联系物体自身性质的量（质量）和空间尺度的量（长度）以及时间，必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本，事实表明，用这三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少．
2．导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位．
从根本说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的，因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位．
速度公式．位移单位选m，时间单位选s，速度的单位是m／s．
加速度公式为．速度单位是m／s，时间单位是s，则加速度的单位是m／s2．
牛顿第二定律公式为．质量单位选kg，加速度单位选m／s2，则力的单位是N．
可见：选择了位移、时间、质量和其他物理量的单位，就导出了速度、加速度、力的单位．
3．单位制：基本单位和导出单位的总和叫做单位制
由于基本单位的选择不同，历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制．
（二）力学中的国际单位制（SI）
1．基本单位
长度单位：米（m）
质量单位：千克（kg）
时间单位：秒（s）
2．导出单位：
速度单位：米／秒（m／s）
加速度单位：米斤少（m／s 2）
力的单位：牛顿（N）
（三）组合单位的谈法
组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致．在只有名称而不出现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致．如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词，符号中的除（斜线和出现的负指数），名称中对应的词为“每”字，“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关．
例如：力矩的SI单位名称为“牛顿米”（因其符号为N·m）
密度的SI单位名称为“千克每立方米”（因其符号为kg／m3）
（四）力学国际单位制（SI）在解题中的应用
1．在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可．
2．物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系．因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误．
【例2】质量为500g的物体受力作用后获得10m／s2的加速度，则物体受到的合外力为多少牛？
【解析】从题中可看出，题目已给出了物体的质量和加速度，但均不是国际单位，因此需将其单位换成国际单位制中的单位．
物体质量m＝500g＝0.5kg
物体的加速度a＝10cm／s2＝0.1m／s2
由牛顿第二定律
得物体受到的合外力F＝0.5×0.1N＝0.05N
利用国际单位制运算时，不需要带单位运算，只要在每一个结果的后面写上正确单位即可．
【小结】在力学中我们选定长度、质量、时间这三个物理量的单位为基本单位，由基本单位和导出单位组成单位制，国际单位制是一个比较科学、完善的单位制．
板书设计
力学单位制
［布置作业］
1.我们今后要学的一个物理量——动量的定义式为p=mv.关于动量的单位，下列各式中正确的是 A. kg ·m/s
B.N ·s
C.
2
m/s N ·s m
D.N ·m
2.声音在空气中的传播速度v 与空气的密度ρ、压强p 有关.下列速度的表达式（k 为比例系数，无单位）中正确的是
A.V=k
ρ
p
B.v=
ρ
kp
C.v=
p
k ρ
D.v=ρkp
3.质量为4 kg 的物体静止在水平地面上的A 点，在12 N 的水平拉力作用下向B 点运动，拉力作用一段时间后被撤去.物体到达B 点时速度恰好为零.已知AB=10 m ，μ=0.2，求水平拉力作用的时间.
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，质子()和α粒子()，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4
2．我国“神舟”十一号载人飞船于2016年10月17日7时30分发射成功。

飞船先沿椭圆轨道飞行，在接近400km高空处与“天宫”二号对接，对接后视为圆周运动。

两名宇航员在空间实验室生活、工作了30天。

“神舟”十一号载人飞船于11月17日12时41分与“天宫”二号成功实施分离，11月18日顺利返回至着陆场。

下列判断正确的是
A．对接后飞船在圆轨道上运动的速度可以大于第一宇宙速度
B．飞船变轨前后的机械能守恒
C．分离后飞船在原轨道上通过减速运动，再逐渐接近地球表面
D．宇航员在空间实验室内可以利用杠铃举重来锻炼身体
3．如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。

下列说法正确的是
A．若增大入射角i，则B光先消失
B．在玻璃中A光的速度比B光的小
C．通过狭缝时 A光比B光更容易发生衍射现象
D．用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距比B光的小
4．一物块用轻绳AB悬挂于天花板上，用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O（圆环质量忽略不计），系统在图示位置处于静止状态，此时轻绳OA与竖直方向的夹角为，力F与竖直方向的夹角为β。

当缓慢拉动圆环使α（）增大时（）
A．F变大，变大
B．F变大，变小
C．F变小，变大
D．F变小，变小
5．如图所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小．当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是
A．电压表V示数增大
B．电流表A示数减小
C．电路的总功率减小
D．变阻器R1的取值越大，电表示数变化越明显
6．用正弦式交变电流通过一理想变压器给距离较远的用户供电，电路图可等效为图示电路。

副线圈与用
户之间导线的电阻为r，其余部分导线与电流表的电阻均不计。

已知开关S闭合前后用户消耗的电功率相等，变压器输入电压有效值不变，则下列说法正确的是( )
A．开关闭合前后变压器的输入功率不变
B．开关闭合前后输电线上损失的功率之比为1:2
C．R: r = 2:1
D．开关闭合前后电流表的读数之比为1:2
二、多项选择题
7．下列说法正确的是
A．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，那么波长一定变大
B．在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的衍射现象
C．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可判断振子在任意时刻振动的方向
D．变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
E．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化
8．下列说法正确的是__________
A．液体的饱和汽压随温度的升高而增大
B．温度相同的氮气和氧气的分子平均动能相同
C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大
D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是油脂使水的表面张力增大的缘故
E. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关
9．如图所示，一个质量为0.4 kg的小物块从高h＝0.05 m的坡面顶端由静止释放，滑到水平台时不计能量的损失，滑行一段距离后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点。

现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程y＝x2－6(单位：m)，不计一切摩擦和空气阻力，g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1 m/s
B．小物块从O点运动到P点的时间为1 s
C．小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5
D．小物块刚到P点时速度的大小为10 m/s
10．一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。

t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则
A．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为
B．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为
C．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 s
D．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s
三、实验题
11．如图所示，将两个相同的“U”型光滑金属导轨，平行放置于一磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中的水平面，两导轨的上轨和下轨所在平面均与水平面平行，两导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆Q1和Q2，且杆与轨道垂直。

设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r。

现有一质量为的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆Q1的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C点，C点与杆Q1初始位置水平距离为s。

求：
（1）Q1杆获得的最大速度。

（2）回路内感应电流的最大值和Q2杆受到的最大安培力。

（3）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量。

12．矩形区域I、II中分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁场方向如图所示。

区域I宽度2d，区域II宽度d，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子以速度v，从P点沿纸面垂直磁场边界射入磁场，穿过区域I后从MN上的S点射入区域II，粒子在S点的速度方向与MN的夹角为，最终从区域II左边界从Q点图中未画出回到区域I，不计粒子重力。

求：
区域I中磁感应强度的大小；
粒子没有从区域II的右边界射出磁场，则区域II磁感应强度的大小应满足什么条件。

四、解答题
13．如图所示，将长为 1m 的细线上端固定在高度为6m 的悬点处，下端吊一个质量为 1kg 的小球，细线承受的最大拉力为19N．现将小球拉起一定高度后放开，小球到悬点正下方时细线刚好被拉断，
g=10m/s2．求：
(1)细线刚好被拉断时小球的速度v0；
(2)小球释放时距地面的高度H；
(3)细线被拉断后，小球运动的水平位移x．
14．如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长L=0.08m，板间距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m，竖直宽度足够大的有界匀强磁场。

一个比荷为的带负电粒子以速度
v0=8×105m/s从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场，若从该粒子进入偏转电场时开始计时，板间场强恰好按图乙所示的规律变化。

粒子离开偏转电场后进入匀强磁场并最终垂直磁场右边界射出。

不计粒子重力，求：
(1)粒子在磁场中运动的速率v；
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径R和磁场的磁感应强度B。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B C C B B B
二、多项选择题
7．ADE
8．ABE
9．AB
10．AD
三、实验题
11．（1）（2），（3）
12．（2）。

四、解答题
13．（1）3m/s (2)5.45m （3）3m
14．(1)v=1×106m/s (2)0.1m 0.2T
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，空间有两个宽度分别为L和2L的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小都为B，左侧磁场方向垂直于纸面向里，右侧磁场方向垂直于纸面向外，abcd是一个均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过两个磁场区域，在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场的边界平行。

设线框cd边刚进入磁场的位置为x=0，x轴正方向水平向右，从线框ad边刚进入磁场开始到整个线框离开磁场区域的过程中，线框受到的安培力F(规定水平向右为正方向)随着位置x变化的图像正确的是
A．B．
C．D．
2．截止2019年4月20日，我国已经成功发射了44颗北斗导航卫星。

北斗卫星导航系统采用了国际首创的三种轨道卫星组成的混合星座设计，为亚太地区提供了更优质的服务。

下列关于地球卫星的说法正确的是（）
A．在赤道上空运行的两颗同步卫星，它们的机械能一定相同
B．沿椭圆轨道运行的某一卫星，在轨道不同位置可能具有相同的动能
C．若卫星运动的周期与地球自转周期相同，则它就是同步卫星
D．在同一一轨道上运行的两颗质量相等的卫星，它们的动量一定相同
3．“月亮正加速远离地球!后代没月亮看了。

”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年3.8cm的速度远离地球。

不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是
A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小
B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大
C．地球同步定点卫星的高度增大
D．地球同步定点卫星的角速度增大
4．一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )
A．A点的电场强度比B点的大
B．小球表面的电势比容器内表面的低
C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直
D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同
5．如图所示，竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道ABCD，其中倾角θ=37°的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心，质量为m的带负电小球（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，A、B两点高度差为h，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

则下列判断正确的是
A．若在O点放个正点电荷，小球通过D点的速度一定大于
B．若在O点放个正点电荷，小球从C点沿圆弧轨道到D点过程机械能不守恒
C．调整高度差h，小球从D点离开圆弧轨道后有可能直接落在B点
D．当h=2.5R时，小球会从D点以的速度飞出，做平抛运动
6．如图，质量为M =3kg的小滑块，从斜面顶点A静止开始沿ABC下滑，最后停在水平面D点，不计滑块从AB面滑上BC面，以及从BC面滑上CD面的机械能损失。

已知：AB=BC=5m，CD=9m，θ=53°，β=37°，重力加速度g=10m/s2，在运动过程中，小滑块与接触面的动摩擦因数相同。

则（）
A．小滑块与接触面的动摩擦因数μ=0.5
B．小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功，等于在BC面上运动克服摩擦力做功
C．小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上的运动时间
D．小滑块在AB面上运动的加速度a1与小滑块在BC面上的运动的加速度a2之比是5/3
二、多项选择题
7．正电子发射型计算机断层显像，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术．放射性同位素在衰变过程中会释放出正电子，一个正电子遇到一个电子后发生湮灭，产生方向相反的一对光子．已知电子的质量为m，光速为c，则一对静止的正、负电子湮灭过程中产生的一个光子能量是____，湮灭的反应方程式为____．
8．图甲为风力发电的简易模型。

在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。

在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则
A．磁铁的转速为2r/s
B．线圈两端电压的有效值为6V
C．交变电流的电压表达式为u＝12sin5tV
D．该交变电流可以直接加在击穿电压为9V的电容器上
9．如图甲所示，正方形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中B0、t0均为已知量。

已知导线框的边长为L，总电阻为R，则下列说法中正确的是
A．t0时刻，ab边受到的安培力大小为
B．0~t0时间内，导线框中电流的方向始终为badcb
C．0~t0时间内，通过导线框的电荷量为
D．0~t0时间内，导线框产生的热量为
10．一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8 m，周期为2 s，t＝1 s时刻波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。

图乙是波上某一点的振动图象，则下列说法正确的是。

A．图乙可以表示d质点的振动
B．图乙可以表示b质点的振动
C．a、b两质点在t＝1.5 s时速度大小相同
D．该波传播速度为v＝4 m/s
E. t＝0时b质点速度沿y轴正方向
三、实验题
11．如图，光滑水平桌面上有一个矩形区域abcd，bc长度为2L，cd长度为1.5L，e、f分别为ad、bc的中点。

efcd区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B；质量为m、电荷量为+q的绝缘小球A静止在
磁场中f点。

abfe区域存在沿bf方向的匀强电场，电场强度为；质量为km的不带电绝缘小球P，以大小为的初速度沿bf方向运动。

P与A发生弹性碰撞，A的电量保持不变，P、A均可视为质点。

（1）若A从ed边离开磁场，求k的最大值；
（2）若A从ed边中点离开磁场，求k的可能值和A在磁场中运动的最长时间。

12．在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为s，且s1=0.96cm，s2=2.88cm，s3=4.80cm，s4=6.72cm，s5=8.64cm，s6=10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz．计算此纸带的加速度大小a=________m/s2，打第4个计数点时纸带的速度大小v=________m/s．请你依据本实验推断第6记数点和第7记数点之间的距离是________ cm．
四、解答题
13．汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,获得的加速度大小为2 m/s2,则汽车经过2 s后的速度大小为多少?经过4 s后的速度大小是多少?经过10 s后的速度大小是多少? 14．如图所示，有两个不计厚度的活塞M、N将两部分理想气体A、B封闭在竖直放置的绝热气缸内，温度均为27℃。

M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，气缸底部有加热丝。

已知M活塞的质量m1=2kg，N活塞的质量不计。

M、N活塞的横截面积均为s=2cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1=24cm，N活塞相对于底部的高度为h2=12cm。

现将一质量为m2=2kg的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降，稳定后B气体压强为P。

已知大气压强为P=1.0×105Pa，取g=10m/s2。

求：
（i）稳定后B气体的压强P2；
（ii）现通过加热丝对B气体进行缓慢加热，M、N活塞发生移动，当B气体的温度为267℃时，停止加热。

求此时M活塞距离底部的高度h3。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C B C C A C
二、多项选择题
7．mc2
8．BC
9．AD
10．ADE
三、实验题
11．（1）1（2）或；A球在磁场中运动的最长时间
12．92；0.768；12.48；
四、解答题
13．6m/s,2m/s,0
14．（i）（ii）。