1.2 动量定理 学习任务单 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理学习任务单聚焦动量定理的核心内容，承接动量概念，通过课前梳理表达式、变力冲量等基础要点，课中结合碰撞、缓冲等情境训练动量变化量与冲量计算，为后续动量守恒定律应用搭建学习支架。 任务单突出物理观念与科学推理的融合，引导学生理解动量定理的矢量性与瞬时性，通过蹦床、车祸等生活实例及飞船减速科技情境培养应用能力，习题覆盖选择与计算，注重公式迁移与实际问题解决，提升学习效果。

高中物理人教版选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》 第2节 动量定理 学习任务单 课题 第2节 动量定理 学习目标 1.理解动量定理的确切含义及其表达式，会运用动量定理解决实际问题(重难点)。 2.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活现象(重点)。 课前学习任务 1.动量定理I＝p′－p中，合力的冲量与动量变化量Δp大小相等，方向相同。 2.应用I＝Δp求变力的冲量。 3.应用Δp＝FΔt求恒力作用下曲线运动中物体动量的变化。 4.应用动量定理可以计算某一过程中的平均作用力，通常用于计算持续作用的变力的平均大小。 课中学习任务 1.质量为0.2 kg的球以6 m/s的速度竖直向下落至水平地面，再以4 m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于小球动量的变化量Δp和合力对小球做的功W，下列说法正确的是(　　) A.Δp＝2 kg·m/s　W＝－2 J B.Δp＝－2 kg·m/s　W＝0 C.Δp＝0.4 kg·m/s　W＝－2 J D.Δp＝－0.4 kg·m/s　W＝2 J 2.一质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，合力F随时间t变化的关系图像如图所示，则(　　) A．0～2 s时间内合力F对物块的冲量为4 N·s B．2～3 s时间内合力F对物块的冲量为1 N·s C．0～3 s时间内合力F对物块的冲量为2 N·s D．3 s末物块的速度为2 m/s 3.(多选)一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是(　　) A．球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N C．球棒对垒球做的功为126 J D．球棒对垒球做的功为36 J 4.一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面竖直墙，如图所示。物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取10 m/s2。 (1)求物块与地面间的动摩擦因数μ； (2)若碰撞时间为0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F； (3)碰撞后物块克服摩擦力的功。 课中学习任务答案 1.答案　A 解析　取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞的过程中动量的变化量为 Δp＝mv2－mv1＝[0.2×4－0.2×(－6)] kg·m/s ＝2 kg·m/s； 由动能定理可得，合力做功为 W＝mv－mv＝×0.2×42 J－×0.2×62 J＝－2 J，故A正确，B、C、D错误。 2.答案　C 解析　由题图可知，0～2 s时间内合力F对物块的冲量为I1＝(1＋2)×2 N·s＝3 N·s，故A错误；由题图可知，2～3 s时间内合力F对物块的冲量为I2＝－1 N×1 s＝－1 N·s，故B错误；由题图可知，0～3 s时间内合力F对物块的冲量为I3＝I1＋I2＝2 N·s，故C正确；由动量定理I3＝mv－0，可得v＝1 m/s，D错误。 3.答案　AC 解析　设球棒对垒球的平均作用力为，由动量定理得·t＝m(v1－v0)，取末速度方向为正方向，代入数据解得＝1 260 N。对整个过程，由动能定理得W＝mv12－mv02＝126 J，故A、C正确。 4.答案　(1)0.32　(2)130 N　(3)9 J 解析　(1)根据动能定理有 －μmgs＝mv2－mv 代入数值解得μ＝0.32。 (2)选返回方向为正方向，根据动量定理有 FΔt＝mv′－(－mv) 代入数值解得F＝130 N。 (3)由动能定理得，碰撞后物块克服摩擦力的功 W＝mv′2＝9 J。 课后学习任务 1.物体受到方向不变的力F的作用，F随时间t变化的关系如图所示，则F在0～4 s内的冲量大小为(　　) A．8 N·s B．16 N·s C．32 N·s D．64 N·s 2．(多选)运动员挥拍将质量为m的网球击出。如果网球被球拍击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2>v1。重力影响可忽略，则此过程中球拍对网球作用力的冲量(　　) A．大小为m(v2＋v1) B．大小为m(v2－v1) C．方向与v1方向相同 D．方向与v2方向相同 3.蹦床是一项运动员利用弹性网的反弹在空中表现动作技巧的竞技运动，属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。一质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m处身体保持竖直状态由静止开始自由落下，如图所示。着网后沿竖直方向恰好能蹦回到刚开始的位置。运动员与网接触的时间为0.3 s，不计空气阻力，g取10 m/s2，求： (1)运动员刚与网接触时的速度大小； (2)网对运动员的平均作用力大小。 4.一辆轿车以30 m/s的速度行驶时，与另一辆迎面驶来的货车相撞，相撞后两车均停下来，已知作用时间t＝0.025 s。求： (1)车祸中轿车内质量m＝60 kg的人受到的平均冲力的大小； (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，则这种情况下人受到的平均冲力与不系安全带时人受到的平均冲力之比。 5.某科幻小说中描绘了外星人舰队通过尘埃区被动减速的场景，引起了天文爱好者们的讨论，如果想要不减速通过尘埃区，就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度为ρ＝4.0×10－8 kg/m3，飞船进入尘埃区的速度为v＝3.0×105 m/s，飞船垂直于运动方向上的最大横截面积为S＝10 m2，尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，求： (1)单位时间Δt＝1 s内附着在飞船上的微粒质量； (2)飞船要保持速度v不变，所需的动力大小。 课后学习任务答案 1.答案　B 解析　由题图可知，F＝2t，则当t＝4 s时F＝8 N，根据冲量的定义I＝Ft可知，F－t图像与t轴围成图形的面积表示F的冲量，则F在0～4 s内的冲量大小I＝×8×4 N·s＝16 N·s，B正确，A、C、D错误。 2.答案　AD 解析　以v1的方向为正方向，由动量定理得球拍对网球作用力的冲量为I＝－mv2－mv1＝－m(v1＋v2)，则冲量的大小为m(v1＋v2)，方向与v1方向相反，与v2方向相同，选项A、D正确，B、C错误。 3.答案　(1)8 m/s　(2)3 800 N 解析　(1)设刚与网接触时速度大小为v，则v2＝2gh 解得v＝8 m/s (2)规定向上为正方向，由动量定理得(－mg)·t＝mv－(－mv) 解得＝3 800 N。 4.答案　(1)7.2×104 N　(2)1∶40 解析　 (1)设人受到的平均冲力大小为F，以轿车原来速度的方向为正方向，根据动量定理有－Ft＝0－mv0 解得F＝7.2×104 N。 (2)若人系有安全带，同理可得F′＝＝1.8×103 N 则F′∶F＝1∶40。 5.答案　(1)0.12 kg　(2)3.6×104 N 解析　(1)飞船在尘埃区飞行Δt时间，则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量 Δm＝ρSvΔt＝0.12 kg (2)微粒由静止到与飞船一起运动，微粒的动量增加。由动量定理Ft＝Δp得FΔt＝Δmv＝ρSvΔt·v 解得F＝ρSv2＝4.0×10－8×10×(3.0×105)2 N＝3.6×104 N 根据牛顿第三定律，微粒对飞船的作用力大小F′＝F。由平衡条件可知，要保持飞船速度不变，所需的动力大小与F′相等，即3.6×104 N。 学科网（北京）股份有限公司 $