1.2 动量定理 课后练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 高中物理同步练，聚焦“动量定理”新授课，通过“基础-提升-拔高”三层设计，实现从概念辨析到综合应用的知识巩固，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|动量、冲量概念及简单应用|6题单选/多选，结合体操落地、手机包装等生活情境，强化运动和相互作用观念| |关键能力提升|动量定理综合计算|4题含单选与计算，涉及弹簧模型、F-t图像、铁锤钉钉子等，训练科学推理与模型建构| |核心素养拔高|复杂情境与图像分析|1题安全气囊测试多选，结合自由落体与碰撞反弹，提升科学论证与问题解决能力|

1.2　动量定理 一、必备知识基础 1.下列关于动量和冲量的说法正确的是(　　) A.物体的动量变化时动能一定变化 B.物体所受合力冲量越大,它的动量也越大 C.当力与物体的位移垂直时,一段时间内该力的冲量为零 D.体操运动员落地总要屈腿,是为了延长作用时间以减小地面对运动员的平均作用力 2.(多选)关于物理概念或事实,下列说法正确的是(　　) A.运动员跳高时,在落地处垫上海绵垫子是为了减小运动员落地前瞬间的动量 B.在电视机等物体包装箱里垫上泡沫,是为了减小物体在碰撞过程中受到的平均作用力 C.根据F=,可以把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的合力 D.作用在静止物体上的力,其冲量一定为零 3.水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的v-t图像如图所示,图中线段AB∥CD,则整个运动过程中(　　) A.F1的冲量大于F2的冲量 B.F1的冲量等于F2的冲量 C.两物体受到的摩擦力大小相等 D.两物体受到的摩擦力大小不相等 4.(2026江苏扬州高二期中)如图所示,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后,物体仍保持静止。下列说法正确的是(　　) A.物体所受拉力F的冲量方向水平向右 B.物体所受拉力F的冲量大小为Ftsin θ C.物体所受摩擦力的冲量大小为Ftcos θ D.物体所受合力的冲量大小不为0 5.如图所示,运动员挥拍将质量为m的网球击出。如果网球被拍子击出前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2,v1与v2方向相反,且v2>v1,忽略网球的重力,则此过程中拍子对网球作用力的冲量(　　) A.大小为m(v2-v1),方向与v1方向相同 B.大小为m(v2+v1),方向与v1方向相同 C.大小为m(v2-v1),方向与v2方向相同 D.大小为m(v2+v1),方向与v2方向相同 6.(多选)人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸到脸的情况。如图所示,一次测试中,某塑料模型手机质量m为20 g,从离脸约h=25 cm(取=2.24)的竖直高度无初速掉落,砸到脸后经t=0.1 s手机停止运动,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.手机对脸的平均作用力大小约为65 N B.手机对脸的平均作用力大小约为0.65 N C.全过程手机重力的冲量大小约为0.064 N·s D.全过程手机重力的冲量大小约为64 N·s 二、关键能力提升 7.如图所示,一轻质弹簧固定在墙上,一个质量为m的木块以速度v0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内,在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是(　　) A.I=0,W=m B.I=mv0,W= C.I=2mv0,W=0 D.I=2mv0,W= 8.一质量为m=1 kg的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻起,受到水平外力F的作用,外力F随时间t变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A.0~1 s内,物体动量变化量的大小为5 kg·m/s B.0~2 s内,外力对物体做的功为12.5 J C.t=1 s时和t=3 s时物体的动量大小相同 D.t=4 s时物体回到出发点 9.(2026安徽亳州高二阶段检测)如图所示,用0.5 kg的铁锤钉钉子,打击前铁锤的速度为4 m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01 s,g取10 m/s2。 (1)不计铁锤所受的重力,求铁锤钉钉子的平均作用力。 (2)考虑铁锤所受的重力,求铁锤钉钉子的平均作用力。 10.“嫦娥六号”探测器在月球背面艾特肯盆地着陆,如图所示。假设某探测器在反推发动机作用下距月面h=98 m处悬停,选定着陆点后,开始以加速度a=1 m/s2竖直下落,当四条“缓冲腿”接触月面时,反推发动机立即停止工作,该探测器经Δt=2 s速度减为0,该探测器的质量m=900 kg,月球表面重力加速度g月取1.6 m/s2。求: (1)该探测器竖直下降过程中反推发动机推力的大小F; (2)该探测器竖直下降过程中反推发动机推力的冲量大小I; (3)接触月球的过程中月面对该探测器的平均作用力大小。 三、核心素养拔高 11.(多选)如图甲所示,在安全气囊的性能测试中,质量为10 kg的头锤从离气囊表面高5 m处自由下落,与正下方的气囊发生碰撞后反向弹起,上升最大高度为0.2 m。以头锤碰到气囊表面为计时零点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A.头锤刚碰到气囊的速度大小为10 m/s B.头锤与气囊碰撞过程中合力冲量大小为80 N·s C.头锤受到气囊最大作用力Fm为2 600 N D.头锤受到气囊作用力F的冲量大小为120 N·s 参考答案 1.D　解析 物体动量变化时,动能可能不变,比如匀速圆周运动,故A错误;物体所受合力冲量越大,它的动量变化量就越大,不是动量越大,故B错误;力的冲量I=Ft,当力与物体的位移垂直时,该力的冲量不为零,故C错误;体操运动员在落地的过程中,动量的变化量是一定的,屈腿是延长作用时间,可以减小地面对运动员的平均作用力,故D正确。 2.BC　解析 运动员跳高时,在落地处垫上海绵垫子不能减小运动员落地前瞬间的动量,故A错误;在电视机等物体包装箱里垫上泡沫,延长了作用时间,可以减小物体在碰撞过程中受到的平均作用力,故B正确;根据F=,可以把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的合力,故C正确;根据I=Ft可知作用在静止物体上的力,其冲量不为零,故D错误。 3.C　解析 甲、乙先做加速运动,撤去推力后做减速运动。题图中线段AB∥CD,表明甲、乙与水平面的动摩擦因数相同,又甲、乙质量相等,所以两物体受到的摩擦力大小相等,选项C正确,D错误;因为整个运动过程中两物体的动量改变量均为零,所以推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小,由题图可知甲的运动时间小于乙的运动时间,所以甲物体受到的摩擦力的冲量小于乙物体受到的摩擦力的冲量,则F1的冲量小于F2的冲量,选项A、B错误。 4.C　解析 根据冲量的定义式I=Ft可知,物体所受拉力F的冲量方向与F相同,故A错误;物体所受拉力F的冲量大小是Ft,故B错误;物体处于平衡状态,则有Ff=Fcos θ,则物体所受摩擦力的冲量大小为If=Fft=Ftcos θ,故C正确;物体保持静止,物体所受合力为零,所以物体所受合力的冲量大小为0,故D错误。 5.D　解析 在球拍击打网球的过程中,选取v2的方向为正方向,对网球运用动量定理有I=mv2-(-mv1)=m(v2+v1),即拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2+v1),方向与v2方向相同。故D正确。 6.BC　解析 设手机砸到脸时的速度为v,则有v= m/s=2.24 m/s,根据h=可得下落时间为t1==0.22 s,根据动量定理可得mgt-Ft=0-mv,代入数据解得F=0.65 N,由牛顿第三定律可知手机对脸的平均作用力大小约为0.65 N,故A错误,B正确;全过程手机重力的冲量大小约为IG=mg(t1+t)=0.064 N·s,故C正确,D错误。 7.C　解析 在木块与弹簧接触到将弹簧压缩为最短的过程中,弹簧对木块做负功,在弹簧将木块弹出的过程中,弹簧对木块做正功,且正功与负功的绝对值相等,故在整个相互作用的过程中弹簧对木块做的总功W=0。木块将以-v0的速度被弹回,由动量定理可得,在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小I=2mv0,故C正确。 8.B　解析 F-t图像与t轴所围面积表示冲量,0~1 s内的冲量I1=×1×5 N·s=2.5 N·s,由动量定理可知物体动量变化量的大小为2.5 kg·m/s,A错误;0~2 s内的冲量I2=×2×5 N·s=5 N·s,由动量定理得末动量p=5 kg·m/s,动能Ek==12.5 J,外力做功等于动能变化量,即为12.5 J,B正确;1~2 s内和2~3 s内外力F对物体的冲量大小相等、方向相同,所以t=1 s时和t=3 s时物体的动量大小不同,C错误;物体一直做单向直线运动,且始终向正方向运动,t=4 s时不会回到出发点,D错误。 9.解析 (1)以铁锤为研究对象,不计重力时,只受钉子的平均作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正方向,则打击前铁锤的速度为v=-4 m/s 由动量定理可得F1t=0-mv 解得F1=200 N,方向竖直向上 由牛顿第三定律知,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力为200 N,方向竖直向下。 (2)若考虑重力,设此时铁锤受钉子的平均作用力为F2,取竖直向上为正方向,对铁锤,由动量定理可得,F2t-mgt=0-mv 解得F2=205 N,方向竖直向上 由牛顿第三定律知,此时铁锤钉钉子时钉子受到的平均作用力为205 N,方向竖直向下。 答案 (1)200 N,方向竖直向下　(2)205 N,方向竖直向下 10.解析 (1)根据牛顿第二定律得 mg-F=ma 解得F=540 N。 (2)设匀加速下落时间为t,由运动学公式得 h=at2 反推发动机推力的冲量大小为I=Ft=7 560 N·s。 (3)设“缓冲腿”接触月面前瞬间,该探测器的速度大小为v,由运动学公式得v2=2ah 从“缓冲腿”接触月面到该探测器速度减为0的过程中,以竖直向下为正方向,根据动量定理得 mgΔt-Δt=0-mv 解得=7 740 N。 答案 (1)540 N (2)7 560 N·s (3)7 740 N 11.AC　解析 头锤从离气囊表面H=5 m处自由落到气囊的表面时,速度大小为v0= m/s=10 m/s,故A正确;头锤被气囊反弹h=0.2 m高,则头锤离开气囊时,速度大小为v= m/s=2 m/s,对头锤,规定竖直向上为正方向,根据动量定理,有I合=mv-(-mv0)=120 N·s,故B错误;根据F-t图像与x轴所围面积表示F的冲量可知,碰撞过程中F的冲量大小为IF=Fmt,对头锤,有I合=IF-mgt,联立解得Fm=2 600 N,IF=130 N·s,故C正确,D错误。 8 学科网（北京）股份有限公司 $