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3.1 牛顿运动定律
考点一 牛顿第一定律..........................................................................................................................................................1
题组1：理想斜面实验..................................................................................................................................................1
题组2：力和运动的关系..............................................................................................................................................2
题组3：惯性与牛顿第一定律的应用.......................................................................................................................3
考点二 牛顿第二定律..........................................................................................................................................................5
题组1：牛顿第二定律的理解....................................................................................................................................5
题组2：合力、加速度、速度的关系.......................................................................................................................6
题组3：牛顿第二定律的简单应用........................................................................................................................... 6
考点三 牛顿第三定律..........................................................................................................................................................8
题组1：作用力与反作用力的关系........................................................................................................................... 8
题组2：作用力与反作用力与平衡力的区别.......................................................................................................10
题组3：牛顿第三定律的应用..................................................................................................................................11
考点四 单位制..................................................................................................................................................................... 12
题组1：单位制的理解................................................................................................................................................12
题组2：单位制的应用................................................................................................................................................13
3.1 牛顿运动定律
考点一 牛顿第一定律
题组1：理想斜面实验
1.（单选）伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个
斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。图是现代所做的伽利略斜面实验的频
闪照片(组合图)。几次实验中小球都从同一位置释放，且频闪照相的频闪频率相同，有关小球在斜面a、b
上的运动说法正确的是( )
A. 小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响
B. 小球在斜面a上运动的距离较短，因此小球在斜面a上运动的平均速度较小
C. 小球在斜面b上的影像个数较多，表示小球在斜面b上运动的时间较长
D. 频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动时间越长
【答案】C
【解答】A、小球在斜面a、b上的运动是沿斜面方向受到重力沿斜面的分力和滚动摩擦力作用，而做匀减
速直线运动，运动越来越慢，由于滚动摩擦力一般比较小，使小球速度减小的力主要是重力沿斜面的分力，
故A 错误；
B、几次实验中小球都从同一位置释放，所以小球冲上斜面a、b的初速度v0相同，小球上滑的末速度v =0
1
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小球在斜面上做匀减速直线运动，有v
−
= v + v0
2
，即小球在斜面a、b上运动的平均速度大小相等，故B 错误；
C、小球在斜面b上的影像个数较多，说明频闪照相的频闪次数多，所以表示小球在斜面b上运动的时间较
长，故C 正确；
D、频闪照相的频闪频率相同，所以两个影像间的运动时间是相同的，故D 错误。
2. （单选）如图是伽利略的“理想实验”，根据该实验下列说法正确的是( )
A. 该实验为牛顿第二定律的提出提供了有力的实验依据
B. 该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信
C. 该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
D. 该实验说明了物体的运动不需要力来维持
【答案】D
【解答】A.该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故A 错误；
B.虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，故B 错误；
C.伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体运动状态的原因，
故C 错误；
D.该实验是说明了物体的运动不需要力来维持，故D 正确。
故选D。
题组2：力和运动的关系
3.（单选）《论衡》是中国思想史上的一部重要著作，是东汉时期杰出的唯物主义思想家王充的智慧结
晶。其《效力篇》中有如下描述：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾”“任重，
其进取疾速，难矣”，由此可见，王充对运动与力的理解( )
A. 与亚里斯多德的观点相近
B. 与牛顿第一定律相近
C. 与牛顿第二定律相近
D. 与牛顿第三定律相近
【答案】B
【解析】王充提出：“车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。”这段话说明了在一定的外
力作用下，质量越大的物体运动状态的改变就越困难，这是因为物体惯性大，故ACD 错误，B 正确。
故选：B。
4.（单选）《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，描述了马对车施力停止后车继续前行的现
象。以下关于此现象的分析正确的是
A. 车前行是因为受到马的惯性作用
B. 马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性
C. 车的惯性随速度增大而减小
D. 此现象说明力是维持物体运动状态的原因
【答案】B
【解析】AB、题中描述的是惯性现象，车在马停止后继续前行是因为其具有保持原有运动状态的特性，
即惯性，故A 错误，B 正确;
C、惯性只与质量有关，与速度无关，故C 错误;
D、力是改变物体运动状态的原因，故D 错误。
2
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故选B∘
5. （单选）关于力的作用效果，下列说法不正确的是( )
A. 力可以使物体产生加速度
B. 力可以对物体做功
C. 力可以对物体产生冲量D. 物体做匀速直线运动需要力来维持
【答案】D
【解析】A.根据牛顿第二定律，力可以使物体产生加速度，故A 正确，不符合题意；
B.根据 W = Fx cosθ ，力可以对物体做功，故B 正确，不符合题意；
C.根据 I = Ft ，力可以对物体产生冲量，故C 正确，不符合题意；
D.物体做匀速直线运动不需要力来维持，故D 错误，符合题意。
故选：D。
题组3：惯性与牛顿第一定律的应用
6. （单选）关于惯性和物体间的相互作用力，下列说法正确的是( )
A. 两辆相同的汽车，速度大的惯性大，速度小的惯性小
B. 物体间的相互作用力，只有在物体都静止的时候大小才相等
C. 大人拉动小孩的时候，自己不动，是因为大人拉小孩的力大于小孩拉大人的力
D. 乒乓球可以被轻易扣杀，铅球却很难被掷得更远，是因为铅球的惯性比乒乓球惯性大
【答案】D
【解析】A. 质量是物体惯性大小的唯一量度，与速度无关，故A 错误；
B. 根据牛顿第三定律可知，物体间的相互作用力总是等大反向，与运动状态无关，故B 错误；
C. 大人拉动小孩的时候，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对作用力与反作用力，大小相等，故C 错
误；
D. 质量是物体惯性大小的唯一量度，铅球的质量比乒乓球的质量大，所以铅球的惯性比乒乓球惯性大，故
D 正确。
故选：D。
7. （单选）下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律只有在无摩擦力的条件下才成立
B. 在水平面上滑动的木块最终停下来是由于没有外力维持它运动
C. 伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础
D. 笛卡尔最早指出力不是维持物体运动的原因
【答案】C
【解析】A.任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态
为止，这儿的力是指所有力，并不是单指摩擦力，故A 错误；
B.在水平面上滑动的木块最终停下来是由于受到摩擦力，故B 错误；
C.伽利略的斜面实验推翻了亚里士多德的理论，是牛顿第一定律的实验基础，故C 正确；
D.最早指出力不是维持物体运动的原因的科学家是伽利略，不是笛卡尔，故D 错误。
故选C。
8. （单选）如图所示，要将卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多种方案，方案一：一手拿着球筒的中部，
另一手用力击打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球与球筒一起下落敲击水平面，假设球筒与水平
面碰后速度立即变为0，下列说法正确的是( )
3
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A. 方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来
B. 方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从下端出来
C. 方案二利用羽毛球受到的重力，使其从下端出来
D. 方案二中球筒敲击水平面后速度变为0，其惯性随之消失
【答案】A
【解答】AB.方案一中用力击打羽毛球筒的上端，球筒向下运动，利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出
来，故A 正确，B 错误；
C.方案二中球与球筒一起下落敲击水平面，球筒与水平面碰后速度立即变为0，利用羽毛球的惯性，使其
从下端出来，故C 错误；
D.惯性是物体本身的属性，与速度无关，故D 错误。
故选：A。
考点二 牛顿第二定律
题组1：牛顿第二定律的理解
1. （多选）下列对牛顿第二定律的表达式F =ma及其变形公式的理解，正确的是 ( )
A. 由a= F
m可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比
B. 由m= F
a 可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比
C. 由F =ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
D. 由m= F
a 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出
【答案】AD
【解析】解：
由a= F
m可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比，选项A 正确；物体的质量与其所受
合力以及运动的加速度无关，选项B 错误；物体所受的合力与物体的质量以及物体的加速度无关，选项C
错误；由m= F
a 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出，选项D 正确．
2. （单选）如图所示是利用太空“质量测量仪”测质量的实验情境．一名航天员将自己固定在支架一端，另
一名航天员将支架拉到指定位置，松手后支架对航天员产生恒定的作用力F，使航天员回到初始位置，测
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速装置测量出航天员复位瞬间的速度v和复位过程所用时间t，从而计算出航天员的质量m.下列关于质量m
的表达式正确的是 ( )
A. m= Ft
v
B. m= Fv
t
C. m= F
vt
D. m= Fvt
【答案】A
【解答】测速装置测量出航天员复位瞬间的速度v和复位过程所用时间t，则复位过程中航天员的加速度
a= v
t ，支架对航天员产生恒定的作用力F，据牛顿第二定律可得F =ma，解得航天员的质量m= Ft
v ，故A
项正确，B、C、D项错误．
题组2：合力、加速度、速度的关系
3. （单选）物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力方向的关系是( )
A. 速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的
B. 加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同
C. 速度跟加速度总是同方向，但合外力方向与它们可能相同，也可能不同
D. 物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力方向相同
【答案】B
【解析】加速度是由合外力产生的，加速度的方向与合外力的方向总是相同的，而加速度与物体速度方向
无直接联系，可能相同，也可能不同，B 正确．
速度方向与加速度以及合外力方向不一定相同，A 错误．
速度方向跟加速度方向可能相同，可能相反，也可能成任意角，C 错误．
速度不是由合外力产生的，物体受力从而产生加速度，使物体的速度发生变化，D 错误．
4. （多选）关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是( )
A. 原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度
B. 加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C. 在初速度为零的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的
D. 合力变小，物体的速度一定变小
【答案】ABC
【解析】力和加速度存在瞬时对应关系，则原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体
立刻获得加速度，选项A 正确；加速度的方向与合力的方向总是一致的，加速度的方向与速度的方向可能
相同，也可能不同，选项B 正确；在初速度为零的匀加速直线运动中，加速度与合力的方向一致，速度与
加速度方向一致，选项C 正确；合力变小，加速度变小，若加速度和速度同向，则物体的速度仍然变大，
选项D 错误．
题组3：牛顿第二定律的简单应用
5. （单选）如图所示，用轻质细绳绕过光滑滑轮将木块与重物连接，且细绳与木板平行，木块与重物的质
量分别为m、M，下列说法正确的是( )
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A. 木块移动的距离等于重物下降的距离
B. 若水平面光滑，重物的加速度等于Mg
m
C. 若水平面光滑，绳中张力等于重物重力
D. 若水平面不光滑，绳中张力一定等于木块所受摩擦力
【答案】A
【解析】A.木块与重物用绳连接，所以木块移动的距离等于重物下降的距离，A 正确；
B.若水平面光滑，则重物与木块一起运动，加速度大小相等，有Mg=(M +m)a
可得a=
Mg
M +m，B 错误；
C.若水平面光滑，对木块，有T =ma= Mmg
M +m，C 错误；
D.若水平面不光滑，木块匀速运动时，根据平衡条件，有T = f
若木块滑动，根据牛顿第二定律，有T −f =ma
则绳中张力大于所受的摩擦力，D 错误。
故选A。
6. （单选）一个质量为m的物块放在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，用一个大小等于mg
的外力作用在物块上，物块沿水平面做加速度大小等于1
2 g的匀加速直线运动，重力加速度为g，则物块运
动过程中对地面的压力大小可能等于( )
A. 1
5 mg B. 2
5 mg C. 3
5 mg D. 4
5 mg
【答案】A
【解析】设F =mg与水平方向的夹角为 θ ，受力分析如图所示，
则有F cosθ−f =ma，F sinθ+ F N =mg，
其中F =mg，a= 1
2 g，f = μ F N，μ= 1
2，
可得cosθ+ 1
2 sinθ =1，又co s
2θ+ sin
2θ =1，
联立得5
4 sin
2θ−sinθ =0，解得sinθ =0，sinθ = 4
5 ，
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则支持力的大小为F N =mg−F sinθ，
可得F N =mg，或F N = 1
5 mg。
故选A。
7. （单选）如图所示，一物块在水平力作用下沿光滑水平面运动，某段时间内力F保持作用点和大小不变，
方向逆时针匀速旋转90
∘，此过程中物块始终没有离开地面，在力F旋转过程中，物块的加速度a随时间t
变化的图像为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】据牛顿第二定律可得 F cosωt =ma，即 a= F
m cosωt ，故选B。
考点三 牛顿第三定律
题组1：作用力与反作用力的关系
1. （单选）公园池塘里的荷花盛开了，荷花吸引了大量鱼儿前来觅食，如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面
吞食荷花花瓣，下列说法正确的是( )
A. 研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点
B. 鱼儿摆尾击水时受到水的作用力
C. 鱼儿跃出水面过程，水对鱼儿的作用力大于鱼儿对水的作用力
D. 鱼儿沉入水里过程，水对鱼儿的作用力小于鱼儿对水的作用力
【答案】B
【解答】A .研究鱼儿摆尾击水跃出水面的具体动作时不能把鱼儿视为质点，故A 错误；
B.鱼儿摆尾击水时受到水的作用力，鱼儿对水的作用力和水对鱼儿的作用力是一对作用力与反作用力，故
B 正确；
CD .鱼儿跃出水面过程和沉入水里过程，鱼儿对水的作用力和水对鱼儿的作用力都是一对作用力与反作用
力，大小相等，方向相反，故C、D 错误。
故选B。
2. （单选）在2024年杭州亚运会上，以预赛第一的成绩闯进决赛的邹佳琪、邱秀萍在决赛中从一开始就
一路领先，最终以7分06秒78的成绩夺冠。下列说法正确的是( )
7
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A. 运动员以及船的重力就是对水的压力
B. 运动员对船的压力和船对运动员的支持力方向相反
C. 运动员对船的压力和水对船的支持力是一对作用力与反作用力
D. 在比赛中，赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力
【答案】B
【解析】A.船对水的压力是由于船的弹性形变造成的，施力物体是船，运动员以及船的重力是由于地球的
吸引而使运动员以及船受到的力，施力物体是地球，故A 错误；
B.运动员对船的压力和船对运动员的支持力是一对作用力与反作用力，方向相反，故B 正确；
C.运动员对船的压力受力物体是船，水对船的支持力受力物体也是船，不是一对作用力与反作用力，故C
错误；
D.在比赛中，水推桨的力和桨推水的力是一对作用力与反作用力，大小相等，故D 错误。
故选B。
3. （多选）一个成年人跟一个小孩子站在水平地面上手拉手比力气，结果成年人把小孩子拉过来了。对这
个过程中作用于双方的力的关系，下列说法正确的是( )
A. 成年人拉小孩子的力一定比小孩子拉成年人的力大
B. 成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力是一对作用力与反作用力
C. 成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力的大小一定相等
D. 只有在成年人把小孩子拉动的过程中，成年人的力才比小孩子的力大，在可能出现的短暂相持过程中，
两人的拉力一样大
【答案】BC
【解析】成年人与小孩子手拉手比力气时，成年人拉小孩子的力与小孩子拉成年人的力是一对作用力与反
作用力，因此，无论是在相持阶段，还是在小孩子被成年人拉过来的过程中，这两个力的大小总是相等的，
选项B、C 正确，选项A、D 错误。
故选BC。
题组2：作用力与反作用力与平衡力的区别
4. （单选）如图所示，a为水平传送带，b为倾斜传送带，当行李箱随传送带一起匀速运动时，下列判断
正确的是( )
A. a上的行李箱受到重力、支持力和摩擦力作用
B. b上的行李箱受到重力、支持力和摩擦力作用
C. b上的行李箱受的支持力与重力是一对平衡力
D. a上的行李箱受的支持力与重力是一对作用力与反作用力
【答案】B
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【解析】AD .a传送带上的物体如果受摩擦力，不可能处于平衡状态，所以只受重力和支持力，且支持力
与重力是一对平衡力，故选项A、D 错误；
BC .b传送带上的物体受重力、支持力和摩擦力作用，b上的行李箱受到的支持力与重力不是一对平衡力，
选项B 正确，C 错误。
故选B。
5. （单选）如图所示，在花样滑冰比赛中的男运动员托举着女运动员一起滑行。对于此情景，下列说法正
确的是( )
A. 男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力
B. 男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力
C. 男运动员对冰面压力大小与冰面对他支持力大小在任何时候都相等
D. 女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力
【答案】C
【解答】A.冰面对男运动员的支持力等于男运动员和女运动员重力之和，所以男运动员受到的重力和冰面
对他的支持力不是一对平衡力，故A 错误。
B.女运动员处于平衡状态，男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力，故B 错误。
C.男运动员对冰面的压力与冰面对他支持力是一对相互作用力，大小在任何时候都相等，故C 正确。
D.作用力和反作用力之间只涉及两个相互作用的物体，而女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的
支持力涉及到三个物体，所以不是一对作用力和反作用力，故D 错误。
故选C。
6. （单选）中国天眼( FAST )是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米
的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是
通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意
图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是( )
A. 人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B. 人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
C. 氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小
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D. 面板对人的作用力大小等于人的重力大小
【答案】B
【解析】A.人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A 错误；
B.人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B 正确；
CD .由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知氦气球和面板对
人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重
力大小，故CD 错误。
故选B。
题组3：牛顿第三定律的应用
7. （单选）一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，
环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f ，则此时箱子对地面的
压力大小为( )
A. Mg+ f
B. Mg−f
C. Mg+mg D. Mg−mg
【答案】A
【解析】环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力f 作用，受力情况如图甲所示，根据
牛顿第三定律可知，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f '，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持
力N及环给它的摩擦力f '作用，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得N = f ' + Mg= f + Mg。
根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N ' = Mg+ f ，故A 正确。
8. （多选）如图所示，一列玩具小火车静止在光滑水平轨道上，甲、乙两节车厢用一质量不可忽略的硬杆
相连，甲、乙的质量相等且大于硬杆的质量，甲车厢受到水平向左的拉力F1，乙车厢受到水平向右的拉力
F2，硬杆对甲、乙的作用力大小分别为F3、F4，下列说法正确的是
A. 当F1= F2时，F3= F4
B. 当F1< F2时，F3< F4
C. 当F1< F2时，F3> F4
D. 当F1> F2时，F3< F4
【答案】AB
【解析】当F1= F2时，系统处于静止状态，故F3= F4，A 正确;
当F1< F2时，系统具有向右的加速度，取硬杆为研究对象，结合牛顿第三定律知F3< F4，故B 正确，C 错
误;
当F1> F2时，系统具有向左的加速度，取硬杆为研究对象，结合牛顿第三定律知F3> F4，故D 错误。
10
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考点四 单位制
题组1：单位制的理解
1.（单选）1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单
位制。2018年11月16日，第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量
单位“千克”在内的4项基本单位定义。以下单位符号属于国际单位制中基本单位的是( )
①kg；②m/ s；③N；④m；⑤g；⑥m/ s
2；⑦s
A. ②③⑥
B. ①④⑦
C. ⑤⑥⑦
D. ①③④
【答案】B
【解析】【解答】kg，m，s都属于国际单位制中基本单位，
m/ s，N，m/ s
2，都属于导出单位，
g是质量的单位，但不属于国际单位制中基本单位，故B 正确，ACD 错误。
故选：B。
题组2：单位制的应用
2. （单选）陀螺仪的工作原理中常用到角动量的概念，角动量的大小为L=rmv sinθ，其中L是质点的角
动量，r是质点到旋转轴的的距离，m是质点的质量，v是质点的速度大小，θ是r与v的夹角，则角动量用
国际制基本单位表示为( )
A. kgm
2/ s B. kgm/ s
C. Nm/ s
D. Nm⋅s
【答案】A
【解析】由于国际制基本单位没有牛顿，故CD 选项错误；
根据角动量的公式可得，距离r的单位为m，质量m的单位为kg，速度v的单位为m/ s，故角动量的单位为
kgm
2/ s，故选A。
3. （单选）比亚迪将推出新一代铁锂电池，能量密度可达500Wh/kg，寿命长达8年或120万公里．其中
“Wh/kg”用国际单位制中的基本单位可表示为
A. Ws/kg
B. Nm/kg
C. m
2/ s
2
D. CV /kg
【答案】C
【解析】牛顿、瓦特、库仑、伏特不是基本单位，A、B、D都错.故选C．
11
