02-第1章 1.2 动量守恒定律及其应用（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦动量守恒定律及其应用，通过小车推木箱、子弹射入木块等具体情境例题导入，从动量守恒条件判断到反冲运动、动量与能量结合，构建递进式学习支架，帮助学生衔接前后知识脉络。 其亮点在于典型例题覆盖多情境，解析结合受力分析与方程推导，培养科学思维中的模型建构和科学推理能力。方法技巧总结（如动量守恒解题步骤）助学生掌握要点，教师可利用丰富例题提升教学效率，学生能加深对守恒条件及应用的理解。

第1章 动量及其守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 基础过关练 第2节　动量守恒定律及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　动量守恒的条件判断 1.[2026湖南衡阳期末]如图所示,小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上。现有一男孩站在小车 上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程,下列说法中正确的是 ( )   A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车的动量增加了,人与木箱组成的系统动量守恒 C.木箱的动量增加量与男孩、小车的总动量增加量大小相等 D.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒且机械能守恒     C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中,由于男孩受到小车的摩擦力作用,男孩和木箱 组成的系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,A、B错误;男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合 外力为零,系统动量守恒,则木箱的动量的增加量与男孩、小车的总动量的增加量大小相等,方向相反, C正确;对于男孩、小车与木箱三者组成的系统,由于三者的动能均增大,所以系统机械能增加(点拨:人 做功增大了系统机械能),D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[多选题][2024湖南长沙南雅中学月考]下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是  ( )  　　　　       　　　　               AC 第1讲　描述运动的基本概念 解析　选项A中子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力,竖直方向所受合力为零,系统动量守恒;选 项B中在弹簧恢复原长过程中,系统在水平方向始终受墙的作用力,系统动量不守恒;选项C中木球与铁 球组成的系统所受合力为零,系统动量守恒;选项D中木块下滑过程中斜面始终受挡板的作用力,系统动 量不守恒。故选A、C。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　反冲运动与火箭 3.[2024江苏扬州联考]“火箭”这个词在公元三世纪的三国时期就已出现。关于现代火箭,下列说法 正确的是 ( ) A.影响火箭速度大小的主要因素是喷气的速度大小、喷出气体的质量与喷气后的火箭质量之比 B.火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭 C.火箭点火后离开地面向上运动,是地面对火箭的反作用力作用的结果 D.火箭、喷气式飞机、直升机的运动都是利用反冲获得动力     A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　火箭的工作原理是利用反冲运动,火箭点火后燃料燃烧产生的高温气体从火箭尾部喷出,喷出的 气体具有动量,由动量守恒定律可知,火箭会向相反方向即向前飞行,B、C错误;设喷气速度为v,喷出气 体的质量为m,喷气后的火箭质量为M,火箭获得的速度大小为v',根据动量守恒定律有mv=Mv',解得v'=  v,可知影响火箭速度大小的主要因素是喷气的速度大小、喷出气体的质量与喷气后火箭质量之比,A 正确;火箭、喷气式飞机都是利用向后喷气的反冲作用获得动力,属于反冲运动,而直升机是利用空气 的升力而使飞机上升,不属于反冲运动,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.我国自行研制的“歼-15”战斗机挂弹飞行时,接到命令,进行导弹发射训练,当战斗机水平飞行的速 度为v0时,将总质量为M的导弹释放,刚释放时,导弹向战斗机飞行的反方向喷出对地速率为v1、质量为m 的燃气,则喷气后导弹相对地面的速率v为 ( ) A.  B.  C.  D.      D     解析　以导弹飞行的方向为正方向,导弹被战斗机释放后,导弹喷出燃气前后水平方向动量守恒,根据 动量守恒定律得Mv0=(M-m)v-mv1,解得v= ,故选D。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　动量守恒定律的应用 5.[2024广东肇庆第一中学月考]在一次电影拍摄中,演员从岸边跳上迎面驶来的小船。已知演员与小 船的质量之比为1∶3,演员与小船接触前瞬间的速度大小为v0、方向水平,小船的速度大小为 ,不计水 的阻力,则演员在小船上站稳后的速度大小为 ( ) A. 　　　　    B. 　　　　    C. 　　　　    D.      D     解析　以人和小船为系统,所受合外力为零,故系统动量守恒,取接触前瞬间人的速度方向为正方向,则 有m人v0-m船 =(m人+m船)v,结合m人∶m船=1∶3,解得v= ,故D正确,A、B、C错误。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[教材习题改编]两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上。现在,其中一人向另一 人抛出一个篮球,另一人接球后再抛回,如此反复进行几次之后,甲和乙最后的速率关系是 ( ) A.若甲最先抛球,则一定是v甲>v乙 B.若乙最后接球,则一定是v甲>v乙 C.只有甲先抛球,乙最后接球,才有v甲>v乙 D.无论怎样抛球和接球,都是v甲>v乙     B     解析    甲、乙两人与球组成的系统在水平方向上动量守恒,谁最后接球,谁的质量中就包含了球的质 量,即质量大,由动量守恒定律知m1v1=m2v2,因此最终谁接球谁的速率就小,与谁先抛球无关,故B正 确,A、C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2024湖北孝感期中]如图所示,质量为M的物体静止在光滑的水平面上,物体的光滑弧面底部与水平 面相切,一个质量为m的小球以速度v0向物体滚来,小球不能越过物体,则小球到达最高点时,小球和物体 的速度大小是( )   A. 　　　　    B. 　　　　    C. 　　　　    D.      A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　小球沿物体上滑的过程中,对小球和物体组成的系统,水平方向不受外力,因而该系统在水平方 向上动量守恒,小球到达最高点时和物体具有相同的对地速度v(若速度不相同,必然相对物体运动,此时 一定不是最高点)。由动量守恒定律得,mv0=(M+m)v,所以v= ,A正确。 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2024江西南昌第一中学月考]如图所示,一个小孩将质量为m1的石头以大小为v0、仰角为θ的初速度 抛入一个装有沙子的总质量为M的静止的沙车中,沙车与水平地面间的摩擦可以忽略。石头和沙车获 得共同速度后,沙车底部出现一小孔,沙子从小孔中漏出,则( )   A.漏沙前,石头和沙车的共同速度v=  B.石头和沙车获得共同速度后漏沙过程中系统动量守恒 C.沙子漏出后做直线运动,水平方向的速度变小     A     D.当漏出质量为m2的沙子时,沙车的速度v'=  第1讲　描述运动的基本概念 解析    从石头被抛出至漏沙前,石头与沙车组成的系统在水平方向所受合力为零,系统在水平方向动量 守恒,以水平向右为正方向,由动量守恒定律得m1v0 cos θ=(m1+M)v,解得石头与沙车的共同速度v=  ,A正确;石头和沙车获得共同速度后漏沙过程中系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,B错 误;沙子漏出后在水平方向有初速度,只受重力作用,沙子做平抛运动,水平方向的速度不变,C错误;漏沙 过程中,石头与沙车、漏下的沙组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向的动量守恒, 系统总质量不变,由动量守恒定律可知,系统在水平方向速度不变,即沙车的速度v'=v= ,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 9.[2026云南昭通阶段测试]如图所示,轻绳的一端系在固定的水平杆上,另一端系着质量为m的木块。质 量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块,并以速度v离开木块,子弹穿过木块的时间极短。重力加 速度为g,下列说法正确的是 ( )   A.子弹射穿木块前后,子弹和木块组成的系统动量和机械能都守恒 B.子弹射穿木块前后,子弹和木块组成的系统动量不守恒,机械能守恒 C.子弹射出木块瞬间,轻绳对杆的拉力大小等于mg D.子弹射出木块瞬间,木块的速度大小为      D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　子弹射穿木块前后,子弹和木块组成的系统动量守恒,但子弹相对木块滑动,部分机械能转化为 了内能,机械能不守恒,A、B错误;根据动量守恒有m0v0=mv1+m0v,解得v1= ,D正确;子弹射出木块 瞬间,木块做圆周运动(破题关键),对木块有T-mg=m ,可知T>mg,即轻绳对木块的拉力大于mg,则轻绳 对杆的拉力大于mg,C错误。 方法技巧     应用动量守恒定律解题的步骤 第1讲　描述运动的基本概念 10.如图所示,进行太空行走的航天员A和B的质量分别为80 kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间 站的速度为v0=0.1 m/s。A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为vA=0.2 m/s,求此时B的速度大小和方 向。   第1讲　描述运动的基本概念 答案    0.02 m/s　远离空间站方向 解析　以空间站为参考系,以A、B远离空间站方向即v0方向为正方向。 A轻推B过程,A、B组成的系统动量守恒,有(mA+mB)v0=mAvA+mBvB 代入数据解得vB=0.02 m/s,方向为远离空间站方向。 第1讲　描述运动的基本概念 11.[2026江苏镇江阶段测试]如图1所示,长木板A静置于光滑水平面上,质量为m=2 kg的另一物体B以3 m/s的水平速度滑上A的表面,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,速度随时间的变化图像如图2所示。重力 加速度g取10 m/s2。求:        (1)A、B相对静止时的速度大小; (2)长木板的质量M。 第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)1 m/s    (2)4 kg 解析    (1)由图2可知1 s时二者相对静止,设此时速度为v,规定向右为正方向 对B,由动量定理得-μmgt=mv-mv0 其中t=1 s,v0=3 m/s 解得v=1 m/s (2)对A、B组成的系统,由动量守恒有mv0=(m+M)v 解得M=4 kg 第1讲　描述运动的基本概念 能力提升练 第2节　动量守恒定律及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　动量守恒条件的扩展应用 1.[2026云南昭通阶段测试]如图所示,在光滑水平面上有一小车,小车上固定一竖直杆,总质量为M,杆顶 系一长为L的轻绳,绳另一端系一质量为m的小球(可视作质点),绳被水平拉直处于静止状态,将小球由静 止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,已知小球运动过程中,始终未与杆相撞。则下列说法正确的是 ( ) A.小球不能向左摆到原高度 B.小球向左摆动的过程中,小车向右运动 C.小球摆到最低点的速率为      B     D.小球向左摆到最低点的过程中,小车向右移动的距离为  第1讲　描述运动的基本概念 解析　小球与车组成的系统水平方向动量守恒,当小球向左摆到最高点瞬间,水平方向速度为零,此时 小车速度也为零,由系统机械能守恒,可知小球可以向左摆到原高度,A错误;小球向左摆动的过程中,小 球与车组成的系统水平方向动量守恒,由于初动量为零,则小车速度向右,B正确;取水平向右为正方向, 设小球到达最低点时速度大小为v1,此时小车的速度大小为v2,根据动量守恒定律和能量守恒定律可得0 =Mv2-mv1,mgL= M + m ,解得v1= ,C错误;小球从释放到最低点过程,设小球向左移动的距离 为s1,小车向右移动的距离为s2,由系统水平方向动量守恒有0=Ms2-ms1(解题技法)(推导:小球从释放到最 低点过程,小球及小车水平方向的速度一直在变化,取极短时间Δt,小球及小车在Δt时间内水平方向的速 度大小分别是v1x和v2x,由水平方向动量守恒,有0=Mv2x-mv1x,则0=Mv2xΔt-mv1xΔt,小球从释放到最低点整个 过程,有0=∑Mv2xΔt-∑mv1xΔt,即0=Ms2-ms1),且s1+s2=L,解得s2= ,D错误。故选B。 第1讲　描述运动的基本概念 方法技巧     某一方向动量守恒问题的解题要点 (1)若系统所受合外力不为零,总动量不守恒,但某一方向上所受合外力为零,则这个方向上系统的动量 守恒。此时应分析该方向上对应过程的初、末状态,确定该方向上初、末状态的动量。 (2)此类问题经常需要结合机械能守恒定律、动能定理或能量守恒定律等进行求解。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[多选题]如图所示,在光滑的水平面上有一静止的物体M,物体上有一光滑的半圆弧轨道,最低点为C, 两端A、B一样高,现让小滑块m从A点由静止下滑,则 ( )   A.m不能到达M上的B点 B.m从A到C的过程中M向左运动,m从C到B的过程中M向右运动 C.m从A到B的过程中M一直向左运动,m到达B的瞬间,M速度为零 D.M与m组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒     CD     第1讲　描述运动的基本概念 解析    M和m组成的系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,由于没有摩擦,系统的机械能也守恒,根 据系统水平方向动量守恒和系统的机械能守恒知,m恰能到达M上的B点,到达B点时,M与m的速度都是 0,故A错误,D正确;M和m组成的系统水平方向动量守恒,m从A到C的过程中以及从C到B的过程中一直 向右运动,所以M一直向左运动,m到达B的瞬间,M与m速度都为零,故B错误,C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[多选题][2024福建泉州月考]如图所示,在水平面上有一质量为M的长木板,其右端固定有一立柱。质 量为m的人立于木板左端,木板与人均静止。在人加速向右奔跑的过程中,可将人视为质点,木板向左运 动。人到达右端时立刻抱住立柱。关于抱住立柱后,人与木板一起运动的方向,下列说法中正确的是 ( )   A.若水平面光滑,人与木板一起向右运动 B.若水平面光滑,人与木板一起向左运动 C.若水平面粗糙,当M>m时,人与木板一起向右运动 D.若水平面粗糙,当M<m时,人与木板一起向右运动     CD     第1讲　描述运动的基本概念 解析　规定水平向右为正方向,设人抱住立柱之前瞬间,人的速度大小为v1,木板速度大小为v2,人向右奔 跑的时间为t,人抱住立柱后瞬间速度为v。 若水平面光滑,对人和木板组成的系统,如图所示:   第1讲　描述运动的基本概念 沿水平方向动量守恒,人向右奔跑过程中,有mv1-Mv2=0,人抱住立柱过程中,有mv1-Mv2=(m+M)v,解得v= 0。所以若水平面光滑,人抱住立柱后人与木板均静止不动,A、B错误。 若水平面粗糙,设人与木板之间的摩擦力大小为f1,木板与水平面之间的摩擦力大小为f2,如图所示:   第1讲　描述运动的基本概念 人向右奔跑过程中,由动量定理,以人为研究对象,有f1t=mv1,以木板为研究对象,有-f1t+f2t=-Mv2,人抱住立 柱过程中,可以认为内力远大于外力,系统动量守恒,有mv1-Mv2=(m+M)v,解得v= >0,人抱住立柱后 瞬间,速度为正值,说明若水平面粗糙,人与木板一起向右运动,C、D正确。 导师点睛     若水平面光滑,系统所受合外力为零,动量守恒,末速度为零;若水平面粗糙,系统所受合外力(水平面摩擦 力)向右,由动量定理知,末速度向右。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2024山东聊城一中期中]如图所示,有A、B两质量均为M=100 kg的小车,沿光滑水平面以速率v0=1 m/ s在同一直线上相向运动,A车上站着一质量为m=50 kg的人。为避免两车相撞,他至少要以对地多大的 速度从A车跳到B车?   第1讲　描述运动的基本概念 答案    2.6 m/s 解析　以初始A车运动的方向为正方向,设人跳离A车后瞬间A车的速度为v1,人的速度为v2,人跳上B车后 B车的速度为v3。先选A车、B车以及人整体为研究系统,由动量守恒定律得 (M+m)v0-Mv0=Mv1+(M+m)v3 再选A车与人为研究系统,由动量守恒定律得(M+m)v0=Mv1+mv2 为避免两车相撞,应满足v3≥v1 联立解得v2≥2.6 m/s 即人至少要以对地2.6 m/s的速度从A车跳到B车,才能避免两车相撞。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　动量守恒与能量结合问题 5.[2026辽宁期末]假设滑冰场地是光滑冰面,质量为50 kg的小明手持一个质量为2 kg的篮球,以3 m/s的 速度水平滑行。突然小明将篮球水平向前抛出,抛出后小明的速度变为2.8 m/s。若抛出过程中消耗的 体内化学能中约80%转化为小明和篮球的机械能的增加量,则此次抛球过程中小明消耗的化学能约为  ( ) A.15 J　　　　    B.18.75 J　　　　    C.22.5 J　　　　    D.30 J     D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　小明和篮球以v0=3 m/s水平滑行,小明将篮球水平向前抛出,抛出过程小明和篮球组成的系统动 量守恒,有(M+m)v0=Mv1+mv2,解得篮球抛出的速度v2=8 m/s;抛出前系统总动能为E1= (M+m) = ×52×32 J=234 J,抛出后系统总动能为E2= M + m = ×50×2.82 J+ ×2×82 J=260 J,机械能的增加量为ΔE=E2- E1=260 J-234 J=26 J,小明体内化学能转化为机械能的效率为80%,因此消耗的化学能为E化学=  J=32.5 J, 最接近30 J。故选D。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2026山东枣庄阶段练习]如图甲所示,物块P、Q中间用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平面上,物块P 的质量为4 kg。开始时两物块均静止,弹簧处于原长,t=0时对物块P施加水平向右的恒力F,2 s末撤去恒 力时,物块Q的速度为2 m/s,0~2 s内两物块的加速度随时间变化的图像如图乙所示。整个运动过程中  ( ) A.Q的质量等于2 kg B.2 s末物块P的速度大于4 m/s C.2 s内恒力F做的功大于26.5 J     C     D.撤去恒力F后弹簧最长时,Q的速度小于3.2 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由图乙可知,t=0时,物块P的加速度大小为2 m/s2,根据牛顿第二定律可得,水平向右的恒力大小为 F=mPaP1=4×2 N=8 N;t=2 s时,物块P、Q的加速度大小均为1.6 m/s2,设此时弹簧的弹力大小为T,由牛顿第 二定律可得,对物块P有F-T=mPa,对物块Q有T=mQa,解得mQ=1 kg,A错误。弹簧对P的弹力与对Q的弹力 大小相等,方向相反,则弹簧对P的弹力的冲量与弹簧对Q的弹力的冲量大小相等,方向相反,0~2 s内,根 据动量定理,对P有Ft-I弹=mPvP-0;对Q有I弹=mQvQ-0,解得vP=3.5 m/s,B错误。2 s末物块P的动能为EkP= mP  =24.5 J,物块Q的动能为EkQ= mQ =2 J,此时弹簧被压缩,有弹性势能,由功能关系可知,2 s内恒力F做的 功为W=EkP+EkQ+Ep=26.5 J+Ep>26.5 J,C正确。撤去恒力F后,物块P、Q和弹簧组成的系统动量守恒,当物 块P、Q共速时弹簧最长(破题关键),则有mPvP+mQvQ=(mP+mQ)v,解得v=3.2 m/s,D错误。故选C。 第1讲　描述运动的基本概念   一题多解     第1讲　描述运动的基本概念 7.[2024山东泰安新泰一中质量检测]如图所示,AB为光滑的 圆弧轨道,半径R=0.8 m,BC为距地面高h= 1.25 m的粗糙水平轨道,长L=2.0 m,与AB轨道相切于B点。小物块N放在水平轨道末端的C点,将小物块M 从圆弧轨道的最高点A由静止释放,经过一段时间后与小物块N发生碰撞,碰撞后小物块N落在水平地面 上的D点,小物块M落在E点。已知D点到C点的水平距离xD=0.75 m,D、E两点间的距离Δx=0.125 m,小 物块M与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度g取10 m/s2,两小物块均可视为质点,不计空气 阻力。求: (1)碰撞前瞬间小物块M的速度大小; (2)小物块M和小物块N的质量之比。 第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)2 m/s    (2)2∶1 解析    (1)设碰撞前瞬间M的速度为v0,从A点到C点,对小物块M由动能定理得 m1gR-μm1gL= m1  代入数据解得v0=2 m/s (2)设碰撞后小物块M和N的速度大小分别为v1和v2,从碰撞到落地经历的时间为t,根据平抛运动规律知, 在竖直方向上有h= gt2 在水平方向上有xD=v2t,xD-Δx=v1t 联立解得v1=1.25 m/s,v2=1.5 m/s M和N两个小物块相碰前后系统动量守恒,规定水平向右为正方向,根据动量守恒定律有 m1v0=m1v1+m2v2 代入数据解得m1∶m2=2∶1 第1讲　描述运动的基本概念 关键点拨     求解动量守恒和能量问题时要注意: (1)守恒条件:系统动量守恒时,机械能不一定守恒;系统机械能守恒时,其动量不一定守恒。 (2)分析重点:动量研究的是系统的受力情况,而能量研究的是系统的做功情况。 (3)表达式:动量守恒为矢量式,能量守恒为标量式。 第1讲　描述运动的基本概念 创新题型 创新点　动量守恒与关联速度问题综合 8.[多选题][2026黑龙江开学考试]三个小球(均可视为质点)A、B、C质量分别为3m、2m、m,通过两根 长度均为l的轻杆和轻质光滑铰链连接。初始时整个装置通过外力作用静止于竖直平面内,且两杆呈竖 直状态,如图甲所示。A、B位于光滑水平地面上,某时刻撤去外力,系统在重力作用下开始运动,某时刻 两杆之间的夹角为θ,如图乙所示。重力加速度为g。下列说法正确的是 ( ) A.A球先做加速运动后做减速运动 B.落地前的瞬间C球的速度大小为      ABD     C.落地前的瞬间B球相对地面的水平位移大小为  D.当θ= 时,A、B两球的速度大小之比为  第1讲　描述运动的基本概念 解析　从撤去外力到C与地面接触前,A、B、C组成的系统水平方向动量守恒,刚撤去外力时与C球刚 要与地面接触时,三小球水平方向速度均为0,所以A球经历了先加速后减速的过程,对C球,由机械能守 恒可知mgl= mv2,解得落地前瞬间C球的速度大小v= ,A、B正确。由A、B、C的质量关系以及系统 水平方向动量守恒可知,水平方向A向左运动、B和C向右运动;设三者的位移大小分别为xA、xB、xC,由 动量守恒定律可推得3mxA=2mxB+mxC,且xA+xC=l,xB-xC=l,解得xA= ,xB= ,xC= ,C错误。当θ= 时,设三者 的速度大小分别为vA、vB、vC,A的速度方向水平向左,B的速度方向水平向右,C的速度方向斜向右下方, 设vC与BC杆的夹角为α,如图所示: 第1讲　描述运动的基本概念   A与C在沿CA杆方向的分速度相同,有vA cos 45°=vC sin α,B与C在沿CB杆方向的分速度相同,有vB cos 45° =vC cos α(破题关键),又因为系统水平方向动量守恒,则有3mvA=2mvB+mvC cos (α+45°),联立可得 = ,D 正确。 第1讲　描述运动的基本概念 $