第一章 第1节 动量-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(人教版)

物理 选择性必修 第一册 RJ 1 1 第1节 动量 刷基础 2 1. [江苏苏州2025高二上期中] （多选）利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量，则下 列说法正确的是( ) AB A.悬挂两大小相同的小球的细绳长度要适当，且等长 B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度 C.两小球必须都是刚性球，且质量相同 D.悬挂两球的细绳的悬点可以在同一点 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 3 解析 悬挂两大小相同的小球的细绳等长才能保证两球发生正碰,以减小实验误差,悬挂两球的细绳 的悬点不能在同一点,否则两球无法发生正碰,A正确,D错误；计算小球碰撞前速度时应用 ,由静止释放时 ,能方便准确地计算小球碰撞前的速度,B正确；本实验 中对小球是否有弹性无要求,两小球质量也不需要一定相同,C错误. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 4 教材变式 本题目由教材P2演示实验的图1.1-1演变而来,需要注意两个小球静止时应在同一水平 线上、恰好接触且细绳竖直,将小球拉起后,两细绳应在同一竖直平面内,以保证碰撞是一维的. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 5 2.[山东日照2025高二上期中] 某同学用如图甲所示的装置探究碰撞中的不变量.长木板的一端垫 有小木块，可以微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动.长木板的顶端安装着位 移传感器，可以测量小车到传感器的距离 . 甲 乙 丙 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 6 （1）现将小车紧靠传感器，并给小车一个初速度，传感器记录了随时间 变化的图像如图乙 所示，此时应将小木块水平向____（填“左”或“右”）稍微移动一下. 左 解析 由题图乙可知,给小车一个初速度后小车 做减速运动,所以应将小木块水平向左稍微移动 一下,以使小车 在木板上能做匀速运动. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 7 （2）调整好长木板后，让小车以某一速度运动，与静止在长木板上的小车 （后端粘有橡皮泥） 相碰并粘在一起，导出传感器记录的数据，绘制随时间 变化的图像如图丙所示. （3）已知小车的质量为，小车（连同橡皮泥）的质量为 ，由此可知碰前两小车的总 动量是______，碰后两小车的总动量是______ （计算结果均保留两位有效数字）. 0.24 0.23 解析 由题图丙可得碰前和碰后小车的速度大小分别为 、 ,所以碰前和碰后两小车的总动量分别为 、 . 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 8 方法总结 对探究性实验,需要明确实验目的.本实验探究的是碰撞过程中的不变量,由于质量不是 描述物体运动状态的量,所以我们需要在包括物体质量和速度在内的整体关系中探究哪些是不变 的,实验时一方面需要控制碰撞必须是一维碰撞,另一方面还要测量物体的质量和速度,通过计算探 究碰撞中的不变量. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 9 3.[重庆巴蜀中学2025高二上月考] 某同学用如图所示装置探究碰撞中的不变量， 实验过程如下：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，现用两个小滑块压紧弹簧 （不粘连）并用细线固定，已知当地的重力加速度为 . 实验中涉及下列操作步骤： ①用天平测量出两小滑块的质量和 ； ②烧断细线，两滑块沿桌面向相反方向弹出，弹簧恢复原长后，两滑块才从桌面滑落； ③测量桌面到地面的高度 ； ④测量两滑块抛出点到落地点的水平距离分别为和 . 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 10 （1）上述步骤中不需要的是____（填入代表步骤的序号）. ③ 解析 滑块离开桌面后做平抛运动,取左侧滑块的初速度方向为正方向,两滑块质量和平抛初速度大 小分别为、和、,平抛运动的水平位移大小分别为、,平抛运动的时间为 ,则不变量 的表达式为,则,有 ,所以不需要测量桌面到地 面的高度 .故选③. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 11 （2）利用题中所给物理量的符号表示碰撞中不变量的式子为______________. 解析 由（1）问分析可知,碰撞中的不变量应满足 . （3）利用题中所给物理量的符号表示弹簧对两滑块做功之比 ____________. 解析 弹簧对两滑块做功之比 . 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 12 关键点拨 利用平抛运动进行实验,其实验设计的巧妙之处在于用测量长度代替测量速度,即利用平 抛运动规律,抓住滑块做平抛运动下落高度相同时时间相等的特点,把测速度大小变成测水平位移 的大小. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 13 4.[河北承德2024高二上质检] 某物理小组利用频闪照相机和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量规 律”实验，步骤如下： ①用天平测出滑块、的质量分别为和 ； ②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ③向气垫导轨通入压缩空气； ④把、 两滑块放到导轨上，并给它们一个初速度，同时开始用频闪照相机拍照，闪光的时间间 隔设定为.照片如图所示.该图是闪光4次拍摄的照片，在这4次闪光的瞬间，、 两滑块 均在刻度范围内；第1次闪光时，滑块恰好通过处，滑块 恰好通过 处；碰撞后有一个滑块处于静止状态. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 14 （1）以上情况说明碰后滑块___（填“”或“”）静止，滑块碰撞位置发生在____ 处. 60 解析 由题图可知,只有两个位置有照片,则说明 碰后保持静止,故碰撞发生在第1、2两次闪光时 刻之间,碰撞后静止,故碰撞发生在 处. （2）、两滑块碰撞时间发生在第1次闪光后_____ . 0.1 解析 碰撞后向左做匀速运动,设其速度大小为,则有 ,从发生碰撞到第2次闪 光,向左运动了,时间为,有,设第1次闪光到发生碰撞的时间为 ,有 ,解得 . 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 15 （3）设向右为正方向，可计算出碰撞前两滑块的质量与速度乘积矢量之和是______ ，碰 撞后两滑块的质量与速度乘积矢量之和是______ . 解析 设向右为正方向,碰撞前,的速度为, 的速度 ,则碰撞前两滑块的质量与速度乘积矢量之和为 .碰撞后,静止, 的速度 为 ,则碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和为 . （4）通过以上实验结果，可知滑块在碰撞过程中的规律是________. 见解析 解析 以上实验结果说明在误差允许的范围内，碰撞前后两滑块的质量与速度的乘积之和保持不变. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 16 易错分析 本题的易错点有两个,一是不能根据频闪照片的特点和碰撞规律确定哪几个位置是碰撞 前的,哪几个位置是碰撞后的；二是不能根据频闪照相的周期和位移的关系确定速度,特别是由位 置变化确定速度大小和方向. 题型1 实验：寻求碰撞中的不变量 17 5.[湖北部分高中2025高二上联考] 下列关于物体的动量和动能的说法，正确的是( ) C A.若两个物体的动量相同，它们的动能也一定相同 B.两物体中动能大的物体，其动量也一定大 C.物体的速度大小不变时，动量的变化量 不一定为零 D.物体做曲线运动时，动量的变化量一定不为零 题型2 动量、动量变化量的理解 18 解析 由动量和动能可解得 ,若两个物体的动量相同,而质量不同,则它们 的动能不相同,A错误；两物体中动能大的物体质量可能小,由 知,动能大的物体，其动 量不一定大,B错误；当物体的速度大小不变、方向变化时, ,C正确；当物体做曲线运动时,动 量的变化量 可能为零,D错误. 题型2 动量、动量变化量的理解 19 6.[山东枣庄滕州一中2024高二上月考] 某过程中物体的动量变化量的大小为 ，则 ( ) D A.物体的动量在减小 B.物体的动量在增大 C.物体的速度大小一定变化 D.物体的动量大小可能不变 题型2 动量、动量变化量的理解 20 解析 动量是矢量,物体的动量变化量的大小为 ,该变化量可以是正值,也可以是负值,所以 物体的动量可能增大,也可能减小；如果该变化量是由速度的方向变化引起的,动量大小可能不变, 如物体以大小为 的动量做匀速圆周运动时速度大小不变,动量大小不变,当初动量和末动 量夹角为 时动量变化量的大小为 ,故A、B、C错误,D正确. 题型2 动量、动量变化量的理解 21 7.[甘肃兰州一中2025月考] 物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应 图像中 的一个点.物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹.假如一质点沿 轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的图像可能是( ) D A. B. C. D. 题型2 动量、动量变化量的理解 22 解析 解法一：基本公式法 质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,有,而动量为 ,联立可得 ,故D正确. 解法二：图像转换法 质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,有,速度方向沿正方向,则 , 图像如图甲所示,物体质量不变,纵坐标乘 后,图像形状不变,如图乙所示,D正确. 甲 乙 题型2 动量、动量变化量的理解 23 8.[湖南怀化2025高二上期末改编] 某市学生体能测试中有一重要项目：排球垫球个数测试.某同 学在一次测试中双手在同一高度多次竖直垫起排球，第一次垫球后，球竖直上升高度为 ； 第二次垫球后，球竖直上升高度为.已知排球的质量为，重力加速度取 ，不 计空气阻力.则第二次垫球过程，排球动量变化量的大小为( ) D A. B. C. D. 题型3 动量变化量的计算 24 思路导引 根据竖直上抛运动规律求解排球落回手上时的速度,解题的关键是注意动量的矢量性,需 合理选取正方向,正确写出初、末动量的表达式,计算排球的动量变化量. 题型3 动量变化量的计算 25 解析 第一次垫球后,球竖直上升的高度为,球落回到手上的速度大小为 , 方向竖直向下；第二次垫球后,球竖直上升的高度为 ,则球刚离手时的速度大小为 ,方向竖直向上；取向上为正方向,第二次垫球过程,排球动量变化量为 ,D正确. 题型3 动量变化量的计算 26 9.一个质量为的小球，以大小为 的速度斜射到坚硬的水平粗糙平面上，入射方 向与竖直方向的夹角为 ，碰撞后被斜着弹出，弹出的方向与竖直方向的夹角为 ，速度大 小变为.关于该碰撞过程，下列说法正确的是 ( ) B A.小球在竖直方向的动量变化量大小为 B.小球在竖直方向的动量变化量大小为 C.小球总动量的变化量大小为 D.小球总动量的变化量大小为 题型3 动量变化量的计算 27 思路导引 碰撞前、后小球不在同一直线上运动,由平行四边形定则,以和 为邻 边作平行四边形,则 的大小就等于图中对角线的长度. 题型3 动量变化量的计算 28 解析 以竖直向上为正方向,小球竖直方向的初速度为 ,小球 竖直方向的末速度为 ,则小球在竖直方向的动量变化量为 （方向竖直向上）,A错误,B正确；根据三角形定则,动 量的变化如图所示,由几何关系可得 ,即小球总动量的 变化量大小为 ,C、D错误. 题型3 动量变化量的计算 29 方法总结 关于动量变化量的求解 （1）若初、末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算. （2）若初、末动量不在同一直线上,运算时我们可以利用矢量减法作图,初、末动量尾端相接,动量 变化量的方向由初动量的末端指向末动量的末端,大小根据几何关系计算. 题型3 动量变化量的计算 30 $$