第1章 动量守恒定律章未综合提升-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册同步辅导与测试(人教版)

物理·选择性必修第一册 章末综合提升 【知识网络构建】 定义：物体的质量和速度的乘积 定义式：p=m 矢量性：动量的方向与物体的 内容：一个系统不受外力，或者所受 瞬时速度的方向相同 外力的矢量和为0，则这个系统的总动 瞬时性特点 动量 量保持不变 相对性 P=P 定义：力与力的作用时间的乘积 表达式 动量守 △P1=-△P2 定义式：IFAt 恒定律 系统不受外力 矢量性：冲量的方向与合外力的 冲量 成立条件 所受外力的矢量和为零 方向相同 过程性特点 矢量性 动量守恒定 绝对性 律的理解 同时性 内容：物体所受力的冲量等于在这 动量 同一性 个过程始末的动量变化量 定理 普适性 表达式：F=mv'-mu 动量守恒定 律的应用 弹性碰撞 分类 应用：打夯机、安全气囊等 碰撞 非弹性碰撞 实验：验 系统动量守恒 (1)利用气垫导轨完 证动量守 特点， 成一维碰撞实验 恒定律 系统机械能不增加 (2)利用斜槽滚球完 实验 物体的不同部分在内力作 反冲现象 方案 用下向相反方向运动 成一维碰撞实验 火箭 动量近似守恒 ◆新情景·材料典题 一、应用动量定理解决新情景问题 1.(2021·湖北卷)抗日战争时期，我军缴获不少 敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质： 量约8g,出膛速度大小约750m/s.某战土在使 用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受 子弹的平均反冲力大小约12N,则机枪在这1： 分钟内射出子弹的数量约为 ( A.40 B.80 C.120 D.160 刀7 /情境解读/ : A.头部对足球的平均作用力为足球重力的 本题以抗日战争缴获敌军武器为背景，考查动 10倍 量定理的应用，解决关键是以n颗子弹作为整 体为研究对象 : B.足球下落到与头部刚接触时动量大小为 2.如图所示，学生练习用头颠球.某一次足球由静： 3.2kg·m/s 止自由下落80c,被重新顶起，离开头部后竖 C.足球与头部作用过程中动量变化量大小为 直上升的最大高度仍为80cm.已知足球与头 3.2kg·m/s 部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg, 重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力，下列： D.足球从最高点下落至重新回到最高点的过 说法正确的是 程中重力的冲量大小为3.2N·s 32 第一章动量守恒定律 /情境解读/…… 2.5/(m·s- 本题以学生练习用头颠足球为背景考查动量 2.0 定理，解决本题的关键在于根据自由落体运动 1.5 求出足球自由下落到人头顶前的瞬时速度. 二、应用动量守恒定律解决新情景问题 t2t/s 1.随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效 甲 乙 应”进入了公众的视野.“引力弹弓效应”是指在 A.碰撞后瞬间，红壶的速度为1m/s 太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自 B.碰后蓝壶经过4s停止运动 己的速度.为了分析这个过程，可以提出以下两： C.红、蓝两壶从碰后至停止运动过程中，所受摩 种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同： 擦力的冲量的大小之比为1：3 方向接近行星，分别因相互作用改变了速度.如： D.两壶在碰撞过程中损失的机械能与两壶从 图甲、乙所示，以太阳为参考系，设行星运动的 碰后到停止损失的总机械能的比值为3：8 速度为，探测器的初速度大小为o,在图示的 两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分 /情境解读/ 别为1和2，探测器和行星虽然没有发生直接： 本题以2022年北京冬季奥运会中的冰壶比赛 的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律 为背景考查力学知识的综合应用，两冰壶碰撞 可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发： 过程动量守恒，根据)一t图像求出加速度，应 生的弹性碰撞规律作类比.那么下列判断中正 用动量定理求出两壶碰撞后到停止运动过程 确的是 ( 所受摩擦力的冲量大小之比；根据能量守恒求 探测器 出碰撞过程损失的机械能， 行 探测器 星 3.(多选)一列火车共有n节车厢，各节车厢质量 10- --● 甲 : 相等，车厢之间间隙相等，间隙长度的总和为 A.1>v0 B.1=0 L,静止于水平长直轨道上.若第一节车厢以0 C.v2>0 D.2=0 向第二节车厢运动，碰撞后连在一起运动，再与 :…/情境解读/… 第三节车厢碰撞后连在一起运动，再与第四节 本题以电影《流浪地球》中“引力弹弓效应”为 车厢碰撞…，以此类推，直到n节车厢全部运 背景考查弹性碰撞模型，解答该题关键是分析 动，则火车的最后速度)及整个过程所经历的 物体的运动过程.与同一条直线上发生的弹性 时间t为（不计铁轨对车轮的阻力以及列车编 碰撞规律作类比，可以根据动量守恒定律与能 组时的动力) ( ) :量守恒定律分别列式，即可求出. 2.(多选)2022年冬季奥运会在北京举行，而冰壶： A.u=西 vo n B.0-2m 是比赛的项目之一·我国冰壶运动员在某一次 C.= 训练时，红壶以一定速度与静止在大本营中心 20(n-1) D.1= 200 的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，碰后运动： /情境解读/ 员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小 本题以火车挂钩这一实际问题为情景，涉及碰 阻力.碰撞前后两壶运动的口一t图线如图乙中： 撞过程中的动量守恒和匀速直线运动状态两 实线所示，已知两冰壶质量相等，由图像可得 个知识点，运算过程中渗透了数学归纳法 ( aievretewiwne心ewnww心ge,cccc心cg心心g心，e0g心心g心cge心e心0心心心心e心ee心心心c。 温馨提示 古人学间无遗力，少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 请做章未检测卷（一） 334.解析人与船组成的系统动量守恒，以人的速度方向为正方向， 由动量守恒定律得n人v以人一m据v帮=0，又m籍=8m人，所以v以一 8V帮，人、船速度方向相反；u人=8U帮t,即s人=8帮，故A、C错 误.人与船组成的系统动量守恒，人突然停止走动后，人的动量为 零，由于系统初动量为零，由动量守恒定律可知，船的动量为零， 船的速度为零，则知人停止走动后，船立即停止运动，故B错误， 因8m人=mB,人=8，根据E=之m时可知，人与船的动能之 比为E人：E指=8：1，故D正确. 答案D 5.解析“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为M, 喷出水流的流量为Q,水的密度为，水流的喷出速度为，火箭的 反冲速度为)，由动量守恒定律得 (M-pQt)U=pQIv, 火箭启劲后2s未的速度为寸一产Q oQtv =1.0×103×2×104×2×10 1.4-1.0X10×2×10-X2m/s=4m/s 答案4m/s 章末综合提升 新情景材料典题 1.解析设1分钟内射出的子弹数量为，则对这颗子弹由动量 定理得Ft=nm,代入数据解得n=120,选项C正确，A、B、D 错误 答案C 2.解析设足球自由下落到人头顶前瞬时速度大小为，一 √2gh=4m/s,对足球，在与人头顶作用过程中，规定竖直向上为 正方向，由动量定理得(F一mg)△t=mo一（一m),解得F=ng +2m=36N.足球的重力G=mg=4N,头部对足球的平均作 A 用力为足球重力的9倍，A错误：足球下落到与头部刚接触时动 量大小m=1.6kg·m/s,B错误：足球与头部作用过程中动量 变化大小为2n=3.2kg·m/s,C正确；足球从最高，点下落至重 新回到最高点过程中重力的冲量大小为I6=mg(△1十2)=4× (0.1十2×0.4)N·s=3.6N·s,D错误. 答案C 1.解析图甲中，探测器类似于与行星对面正碰，设探测器的质量 为m,行星的质量为M,碰后探测器的速度大小为凹1，行星的速度 大小为u1,设向右为正方向，根据动量守恒定律有购一Mu m+M,由能量宁恒定律可得安m'十受M松=宁m2十 之M仙，联立可得=一M千，一m,由于M>m,则 M-m 2M 一（山十2），负号表示方向向左，速度大小大于，故A正确，B 错误：图乙中，类似于探测器追上行星与之正碰，设探测器的质量 为m,行星的质量为M,碰后探测器的速度大小为，行星的速度 大小为，设向右为正方向，根据动量守恒定律有一m一Mu= m十Mu,由能量守恒定律可得号n助2十之Md=之m十 2M 号Mu,,联立可得边=灯阳。一Mm,由于M>m,则 。一2u,方向向右，速度大小小于，故C、D错误 答案A 2.解析由图乙所示图像可知，碰撞前红壶的速度，一2m/s,碰撞 后瞬间蓝壶的速度v=1.5m/s,两冰壶质量相等，设冰壶质量为 m,两冰壶碰撞过程系统动量守恒，设碰撞后红壶的速度为山1，以 碰撞前红壶的速度方向为正方向，由动量守恒定律得m=nU 十m,代入数据解得U=0.5m/s,故A错误；由图乙所示图像 可知，碰撞前红童的加速度大小a==25一2.0m/g= △ 0,5mS,图乙所示图像中的与”。-：8=58，则碰拉后蓝 壶停止运动需要的时间营一(5一1)s=4s,故B正确；由动量定 理得，对红壶：I红=1，I准=，则红、蓝两壶从碰后至停止运 动过程中，所受摩擦力的冲量的大小之比I年：I:一1：3，故C正 1 确，两查碰控过程损失的机桃能4B=宁m2一合mm2- 1 2m,两壶从碰后到停止损失的总机械能△E,=乞m十 △E=3,故D错误 之m,代入数据解得会金 5 答案BC 3.解析用)表示火车最后的速度，用m表示每节车厢的质量，由 于轨道对车厢的阻力不计，所以由节车厢组成的系统，动量守 恒，取第一节车厢原来的速度方向为正方向，则有m肠=mv,得 =,故A正确，B错误； 相邻两车厢的间隙长度为4L=上 设车厢间发生第1、2、·、k次碰撞后连在一起的车厢速度分别 为1、2、…、，则有 mv =2mv m6=3m购 6=(k十1)n4 解得=立，欢一了，…4一干6 所以整个挂接过程所用时间为 =业+ +…十出-1+2+中(a一1-张故C错 U01 误，D正确， 答案AD 第二章 机械振动 1 简谐运动 必备知识·自主梳理 一、1.一个位置振动2.合力为零3.(1)小球弹簧(2)忽略 二、1.平衡位置2.小球球心平衡位置振动图像 三1.正弦正弦2.振动简谐运动 即学即用 1.(1)×(2)/(3)×(4)×(4)×2.OC小大 3.简谐运动的速度大小、方向都在不断变化.若物体的位移随时间 按正弦函数的规律变化，则这个物体的运动就是简谐运动 关键能力·合作探究 要点1 (1)提示：弹簧振子的运动中不计阻力，而且弹簧的质量与小球相 比可以忽路，故是一种理想化模型. (2)提示：位移的起点在平衡位置；振动物体的位移x用从平衡位 置指向物体所在位置的有向线段表示， 探究归纳 角度1 「典例1]解析平衡位置是振动物体静止时的位置，与受力有关， 不一定是振动范国的中心：振动位移是以平衡位置为起点，到物 体所在位置的有向线段：振动位移随时间而变化，物体偏离平衡 位置最远时，振动物体的位移最大，而路程越大，位移不一定越 大，故A、B远项正确. 答案AB 角度2 [典例2]解析O点为弹簧振子的平衡位置，小球在()点时加速 度为零，位移为零，速度最大，故B错误：小球在a、b两，点时，位移 最大，加速度最大，速度为零，故A、D错误，C正确. 答案C 针对训练 1,解析通过水平、竖直弹簧振子来分析其平衡位置，水平弹簧振 子的平衡位置就在弹簧原长的位置，在竖直悬挂的弹簧下端固定 一个钢球，它们组成了一个振动系统，其平衡位置不在弹簧的原 长位置，而是在弹力与重力平衡（即合力为零）的位置，故A错，B 对：弹簧振子的运动满足位移随时间按正弦规律变化，是简谐运 动，故C对，D错. 答案BC