第1章 第1节 动量和动量定理(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版)

该高中物理课件聚焦“动量和动量定理”，涵盖动量、冲量概念及动量定理应用，通过摩天轮运动、跳远沙坑等情境思辨导入，衔接动量矢量性、冲量计算与实际问题，构建从基础概念到规律应用的学习支架。 其亮点是采用“知识点-情境-训练”分层设计，通过动量与动能比较表、冲量计算方法（F-t图像面积等）及流体柱状模型等实例，培养科学思维（模型建构、科学推理）和物理观念（运动和相互作用）。学生提升实际问题解决能力，教师可依托系统资源高效教学。

第1节　动量和动量定理 第1章　动量及其守恒定律 1 1.知道动量的概念及其矢量性，会计算动量及动量变化量。 2.知道冲量的概念及其矢量性，会计算冲量。 3.理解动量定理及表达式的含义，并能应用动量定理解决有关问题。 4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象。 素养目标 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 基础知识落实 目 录 4 知识点一　动量 1． 定义：物理学中，把物体 与 ⁠的乘积称为物体的动 量，用字母p表示。 2． 公式：p=mv。 3． 单位： ，符号是kg•m/s。 4． 方向：动量是 量，它的方向与物体 ⁠的方向相同。 5． 动量的变化量：Δp=p2－p1，是 ⁠量。 质量 速度 千克米每秒 矢 速度 矢 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 　一种大型转轮状的机械游乐设施——摩天轮如图所示。小刚和他的爸爸分别搭乘挂在摩天轮边缘的相邻的两个座舱里，摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动。判断下列正误。 （1）不同时刻小刚的动量相同。 （　×　） × （2）同一时刻小刚的动量大小一定小于他的爸爸的动量大小。 （　√　） （3）转动过程中小刚的动能不变、动量也不变。 （　×　） （4）转动半圈的过程中小刚的动量变化量为零。 （　×　） √ × × 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 知识点二　动量定理 1． 冲量 （1）定义：物理学中，把力和 ⁠的乘积称为这个力的冲 量，用字母I表示。 （2）公式：I= ⁠。 （3）单位：牛•秒，符号是 ⁠。 （4）方向：冲量是矢量，方向与 ⁠相同。 （5）物理意义：反映了力对时间的积累效应。 力的作用时间 Ft N•s 力的方向 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2． 动量定理 （1）内容：物体在一过程中所受合外力的冲量等于该物体在此过程 中 ⁠。 （2）公式：Ft= 或I=mv2－mv1。 （3）牛顿第二定律的另一种表述：作用在物体上的合外力等于物体 ⁠ ，即F=。 （4）在变力作用下，动量定理仍然成立。 动量的变化量 mv2－mv1 动 量的变化率 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 知识点三　碰撞与缓冲的实例分析 1． 物体间相互作用力大小的决定因素 由动量定理可见，物体间的相互作用力与物体 和 ⁠ ⁠有关。 2． 改变相互作用力大小的方法 （1）增大物体 ⁠、缩短相互作用时间可以增大相互作用 力； （2）减小物体动量变化量，延长 ⁠可以减小相互作 用力。 动量的变化 作用时 间 动量变化量 相互作用时间 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落 处要放海绵垫子；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡胶轮胎等，这样做的 目的是什么？ 提示：根据动量定理FΔt=Δp，动量变化量Δp一定时，作用时间Δt越长，则 作用力F越小。以上情境可延长运动员与沙子或者海绵垫子间、轮船边缘 及轮渡码头的作用时间，在动量变化相同的情况下，受到的冲击力减小， 从而起到保护作用。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 核心要点突破 目 录 11 要点一　动量及动量的变化量 1． 动量的三个特性 瞬时性 通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量，动量的大小可用p=mv表示 矢量性 动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同 相对性 因物体的速度与参考系的选取有关，故物体的动量也与参考系的选取有关 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2． 动量和动能的比较 动量 动能 定义式 p=mv Ek=mv2 标矢性 矢量 标量 与速度的关系 速度变化，动量一定变化 速度变化，动能不一定变化 联系 p=，Ek= 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 3． 动量变化量Δp的理解 物体做直线运动时：选定正方向，方向与正方向相同的动量为正值，方向 与正方向相反的动量为负值，代入公式Δp=p2－p1计算： （1）若Δp是正值，说明Δp的方向与所选正方向相同。 （2）若Δp是负值，则说明Δp的方向与所选正方向相反。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 某次乒乓球比赛中，乒乓球的来球速度大小v1=15 m/s，运动员以 v2=20 m/s 速度反向扣杀回去，乒乓球的质量m=2.70 g。求： （1）乒乓球来球动量的大小、乒乓球回球动量的大小及二者的方向是什 么关系。 解析： 取v1的方向为正方向，p1=mv1=4.05×10－2 kg•m/s，p2=mv2=－5.40×10－2 kg•m/s，所以来球动量大 小为4.05×10－2 kg•m/s，回球动量大小为5.40×10－2 kg•m/s，二者的方向相反。 答案：见解析 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：扣杀过程中乒乓球的动量变化量Δp=p2－p1= －5.40×10－2 kg•m/s－4.05×10－2 kg•m/s=－9.45×10－2 kg•m/s，负号说明Δp的方向与来球速度v1反向。 动能的变化ΔEk=m－m≈0.236 J。 （2）扣杀过程中乒乓球的动量变化量Δp及动能的变化ΔEk。 答案：见解析 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 1. 下列关于动量的说法中，正确的是（　　） A． 物体的动量改变，其速度大小一定改变 B． 物体的动量改变，其速度方向一定改变 C． 物体运动速度的大小不变，其动量一定不变 D． 物体的运动状态改变，其动量一定改变 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　动量是矢量，既有大小也有方向。动量改变是指动量大小或方 向的改变，而动量的大小与质量和速度两个因素有关，其方向与速度的方 向相同。质量一定的物体，当速度的大小或方向有一个因素发生变化时， 动量就发生变化，故A、B、C错误；物体运动状态改变是指速度大小或方 向的改变，或两者同时改变，因此物体的动量一定发生变化，故D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2. 关于物体的动量、动能、动量的变化量，下列说法中正确的是（　　） A． 物体的动量越大，其惯性也越大 B． 同一物体的动量越大，其速度一定越大 C． 物体的动量发生变化，其动能一定变化 D． 运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的位移方向 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　惯性大小的唯一量度是物体的质量，如果物体的动量大，但 也有可能物体的质量很小，所以不能说物体的动量大其惯性就大，A错 误；动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即p=mv，同一物体的动 量越大，其速度一定越大，B正确；物体的动量发生变化，则速度可能 是方向改变、也可能是大小改变，或两者同时改变，所以动能不一定 变化，C错误；动量是矢量，动量的方向就是物体运动的方向，不是位 移方向，D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 3. （2026•广西高二上期中）一质量为2 kg的弹珠与水平地面碰撞后反弹， 动能不变，弹珠反弹前后速度方向如图所示。已知与地面碰撞前弹珠的动 能大小为9 J，则下列说法正确的是（　　） A． 碰撞前后弹珠动量方向改变的角度为60° B． 碰撞后，弹珠的动量大小为8 kg•m/s C． 弹珠碰撞前后水平方向动量变化量大小为0 D． 弹珠碰撞前后竖直方向动量变化量为6 kg•m/s √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　结合几何知识，由图可知，碰撞前后弹珠动量 方向改变的角度为120°，故A错误；由动能与动量的关 系Ek=得，碰撞后弹珠的动量大小为p= =6 kg•m/s，故B错误；弹珠碰撞前后水平方向动量不变， C正确；结合几何知识，由图可知，弹珠竖直方向动量变 化量Δp=2pcos 30°=6 kg•m/s，故D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 要点二　冲量的理解和计算 如图所示，物体m在水平拉力F的作用下运动了一段时间t。 （1）如果拉力F恒定，则时间t内拉力F的冲量是多大？ 提示：拉力F的冲量大小为Ft。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （2）如果拉力F随时间变化规律如图所示，如何计算时间t内拉力F的 冲量？ 提示： 可有两种方法计算： 方法1：因为力是线性变化，可利用平均力求冲量I=t=t。 方法2：在F －t图像中，图线与t轴围成的面积表示力在对应时间内的冲 量，则时间t内拉力F的冲量I=t。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 1． 冲量的特点 过程 量 冲量描述的是力对时间的积累效果，是一个过程量。研究冲量必 须明确研究对象和作用过程，即必须明确是哪个力在哪段时间内 对哪个物体的冲量 矢量 性 对于方向恒定的力来说，冲量的方向与力的方向一致；对于作用 时间内方向变化的力来说，冲量的方向与相应时间内动量的变化 量的方向一致，冲量的运算遵循平行四边形定则 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （1）恒力的冲量计算 用公式I=Ft计算（无论物体是否运动，无论物体在该力的方向上是否有位移）。 （2）变力的冲量计算 2． 冲量的计算 ①“平均力”法求变力的冲量：如图甲所示， 力与时间成线性关系时，则 I=Δt=（t2－t1）； ②“面积”法求变力的冲量：在F－t图像中，图线与t轴所围的面积等于对 应时间内力的冲量。图甲、乙中的阴影部分的面积即为变力的冲量。 ③利用动量定理求解，即I=Δp。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （3）合冲量的计算 ①可分别求每一个力的冲量I1，I2，I3，…，再求各冲量的矢量和； ②如果各个力（均为恒力）的作用时间相同，可以先求合力，再用公式I合 =F合t求解。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 某种儿童滑梯设施如图所示，中间的滑道长度为2.2 m，假设可以看 成倾角α=37°的斜面，有一质量为15 kg 的儿童沿中间滑道从顶端由静止 滑下，该儿童与滑道间的动摩擦因数μ=0.2，求滑下中间滑道的过程中，该 儿童所受各力的冲量和合力的冲量。（g取10 m/s2， sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） 答案：见解析 解析：对儿童受力分析可知，下滑过程其受重力、支持力及摩擦力的作 用，由牛顿第二定律得mgsin α－μmgcos α=ma L=at2 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解得儿童的下滑时间t=1 s 故重力的冲量I1=mgt=150×1 N•s=150 N•s，方向竖直向下。 支持力的冲量I2=mgcos α•t=150×0.8×1 N•s=120 N•s，方向垂直于滑 道向上。 摩擦力的冲量I3=μmgcos α•t=0.2×150×0.8×1 N•s=24 N•s，方向沿 着滑道向上。 儿童受到的合力F合=mgsin α－μmgcos α=150×0.6 N－24 N=66 N； 故合力的冲量I=F合t=66×1 N•s=66 N•s，方向沿滑道向下。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 特别提醒 冲量计算的两点注意 （1）求冲量时，一定要注意是求解哪个力在哪一段时间内对哪个物体的 冲量； （2）求单个力的冲量或合力的冲量时，首先判断是否是恒力，若是恒 力，可直接应用公式I=Ft计算；若是变力，要根据力的特点求解，或者利 用动量定理求解。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 1. （2026•福建泉州高二下期末）下列关于冲量的说法中正确的是 （　　） A． 冲量是矢量 B． 冲量的单位是焦耳 C． 当力与位移垂直时，该力的冲量为零 D． 一个力作用在物体上，物体保持不动，则该力的冲量为零 解析：　由冲量的定义式I=Ft可知，冲量是矢量，方向与力的方向相 同，其单位为kg•m/s，故A正确，B错误；只要有力且作用了时间，冲量就 不会为零，故C、D错误。 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2. 一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t 的变化情况如图乙所示，求0~8 s时间内拉力的冲量大小。 答案：18 N•s 解析：冲量是力对时间的积累，根据冲量的公式分段求解，力F在0~8 s时 间内的冲量为I=F1t1＋F2t2＋F3t3=18 N•s。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 要点三　动量定理的理解及应用 1． 对动量定理的理解 （1）矢量性：FΔt=Δp是矢量式，应用时要先规定正方向。 特别提醒 　　动量变化量Δp的方向与合冲量I的方向相同，但物体在某一时刻的动 量的方向与合冲量的方向无必然联系。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （2）因果性：合冲量决定动量的变化量。 特别提醒 　　冲量反映了力对时间的积累效应，与物体的初、末动量及某一时刻的 动量无必然联系。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （3）研究对象和适用范围：一般为单个物体或可视为单个物体的系统。 从运动轨迹看 既适用于直线运动，也适用于曲线运动 从受力特点看 既适用于恒力作用，也适用于变力作用 从物体大小看 既适用于宏观物体的低速运动，也适用于微观物体的高速运动 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2． 动量定理的应用 （1）定性分析 ①Δp一定时，Δt短则F大，Δt长则F小； ②F一定时，Δt短则Δp小，Δt长则Δp大； ③Δt一定时，F大则Δp大，F小则Δp小。 （2）定量计算 ①由动量的变化求合冲量：Δp冲量（或求有关的力） ②由合力的冲量求动量的变化：F合、ΔtΔp（或求m、v等） 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 考向一　应用动量定理定性分析有关现象 〔多选〕安全气囊是汽车安全保障的重要设施，它与座椅安全带配 合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护，在汽车相撞时，汽车安全气囊 可使头部受伤率减少25%，面部受伤率减少80%左右。若某次汽车安全测 试中，汽车发生剧烈碰撞时，安全气囊未打开与安全气囊顺利打开相比， 下列说法正确的是（设每次测试汽车速度相同）（　　） A． 安全气囊未打开时，模拟乘员的动量变化量大 B． 安全气囊打开时，模拟乘员的动量变化慢 C． 安全气囊未打开时，模拟乘员受到撞击力的冲量大 D． 安全气囊打开时，模拟乘员受到的撞击力小 √ √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：无论安全气囊是否打开，模拟乘员的初末动量不变，动量变化量不 变，根据I=Δp，可知模拟乘员受到撞击力的冲量不变，故A、C错误；安全 气囊打开时，模拟乘员速度变化的时间增加，而动量变化量不变，则模拟 乘员的动量变化慢，根据Ft=Δp可知，模拟乘员受到的撞击力小，故B、D 正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 考向二　应用动量定理定量计算有关物理量 篮球性能的高低可以根据篮球对地冲击力大小进行判断。某同学让 一篮球从h1=1.8 m高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所 用时间t=1.40 s，该篮球反弹时从离开地面至最高点所用时间为0.5 s，篮球 的质量m=0.456 kg，g=10 m/s2（不计空气阻力）。则篮球对地面的平均作 用力大小约为（　　） A. 3 N B. 21 N C. 33 N D. 28 N √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：根据篮球自由下落过程可得h1=g，解得自由下落时间为t1=0.6 s， 反弹竖直上抛时间为t2=0.5 s，可知篮球与地面相互作用时间为Δt=t－t1－ t2=0.3 s，以竖直向上为正方向，全程根据动量定理可得FΔt－mgt=0，解得 F≈21 N，故B正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 规律总结 应用动量定理解题的基本步骤 （1）确定研究对象； （2）进行受力分析，分析每个力的冲量，求出合力的冲量； （3）选定正方向，研究物体初、末状态的动量； （4）根据动量定理列方程求解。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 考向三　应用动量定理解决流体类“柱状模型”问题 福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已 知10级台风的风速范围为24.5 m/s~28.4 m/s，16级台风的风速范围为51.0 m/s~56.0 m/s。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该 交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（　　） A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 思路点拨：（1）以时间Δt吹向交通标志牌的空气为研究对象； （2）把时间Δt吹向交通标志牌的空气看成“柱状模型”，应用动量定理建 立方程。 答案：B 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：设空气的密度为ρ，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截 面积为S，在时间Δt的空气质量为Δm=ρSv•Δt，假定台风迎面垂直吹向 一固定的交通标志牌的末速度变为零，对台风，由动量定理有－ F•Δt=0－Δmv，可得F=ρSv2，根据牛顿第三定律可知台风对标志牌的 作用力F′=F，又10级台风的风速v1≈25 m/s，16级台风的风速v2≈50 m/s，则有==4，故B正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 规律总结 应用动量定理解决流体类“柱状模型”问题的思路 流体及 其特点 通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”，质量具有连 续性，通常已知密度ρ 分析 步骤 （1）建立“柱状模型”，沿流速v的方向选取一段柱形流 体，其横截面积为S （2）微元研究，作用时间Δt内的一段柱形流体的长度为Δl， 对应的质量为Δm=ρSvΔt （3）建立方程，应用动量定理研究这段柱状流体 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 1. “守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：宋 人有耕者，田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，冀复得 兔。兔不可复得，而身为宋国笑。假设一只兔子质量为2 kg，受到惊吓后 从静止开始沿水平道路做匀加速直线运动，经过1.2 s速度大小达到9 m/s， 此后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1 m/s，设兔子与树的 作用时间为0.05 s，重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A． 加速过程中兔子的加速度大小为180 m/s2 B． 加速过程中地面对兔子水平方向的平均作用力 大小为20 N C． 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 N D． 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　兔子经过1.2 s速度由零均匀增加到9 m/s，根据匀变速直线运动 的速度公式可得，兔子的加速度大小为a==7.5 m/s2，A错误；加速过程 中，设地面对兔子水平方向的平均作用力大小为f，根据动量定理可得 fΔt=mv－0，代入数据解得f=15 N，B错误；撞树过程中，以撞树前兔子的 速度方向为正方向，则兔子撞树前的动量为p=mv=2×9 kg•m/s=18 kg•m/s，撞树后的动量为p′=mv′=2×（－1）kg•m/s=－2 kg•m/s，动量变化 量为Δp=p′－p=－2 kg•m/s－18 kg•m/s=－20 kg•m/s，由动量定理得 FΔt′=Δp=－20 kg•m/s，解得兔子受到树对它的平均作用力为F=－400 N， 大小为400 N，C错误，D正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2. （2026•福建泉州高二下期末）如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱 冲击煤层，设水柱直径为D，水流速度大小为v，方向水平向右。水柱垂直 煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为ρ，高压水枪的 重力不可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是（　　） A． 水枪单位时间内喷出水的质量为ρvπD2 B． 高压水枪的喷水功率为 C． 水柱对煤层的平均冲击力大小为ρπD2v2 D． 为了使高压水枪保持静止状态，手对高压水枪的作用力方向为斜向左上方 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　单位时间内高压水枪的流量为Q=Sv=，水枪单位时间内喷出 水的质量为m==，故A错误；水枪单位时间内做功转化为水柱的 动能为W=mv2=，故水枪的功率为P==，故B错误；研究单 位时间内喷出的水，由动量定理得－Ft=0－mv，t取1，解得F=ρπD2v2，根 据牛顿第三定律可知，水柱对煤层的平均冲击力大小为ρπD2v2，故C正 确；水对高压水枪的作用力水平向左，则手对高压水枪的作用力有水平向 右的分力，还有竖直向上的分力（与重力平衡），所以手对高压水枪的作 用力斜向右上方，故D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 要点回眸 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 教学效果检测 目 录 50 1. 下面关于动量和冲量的说法中正确的是（　　） A． 冲量与动量的单位在国际单位制下是相同的，所以冲量就是动量 B． 如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零 C． 如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大 D． 作用在物体上的合外力冲量一定能改变物体速度的大小 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　冲量与动量的单位在国际单位制下是相同的，物体受到的冲量 等于动量的变化量，但冲量和动量是两个不同的物理量，选项A错误；如 果物体的速度发生变化，则动量一定变化，则可以肯定它受到的合外力的 冲量不为零，选项B正确；如果合外力对物体的冲量不为零，动量一定变 化，但是合外力不一定使物体的动能增大，例如匀速圆周运动，选项C错 误；作用在物体上的合外力冲量不一定改变物体速度的大小，例如做匀速 圆周运动的物体，向心力的冲量只改变物体速度的方向，选项D错误。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 2. （2026•福建南平高二下月考）如图所示，a、b、c三个相同的小球，a球 从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b球和c球从同一高度分别开始 自由落体运动和平抛运动。则当它们到达同一水平地面的过程中，下列说 法错误的有（　　） A． 三个球受的重力冲量相同 B． 三个球的动量变化量大小相等 C． a球受到的重力冲量最大 D． b球和c球受到的重力冲量相同 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　平抛运动的物体竖直方向分解为自由落体运动，所以b、c两球 运动的时间相等，即h=gt2，则tb=tc=，而a球运动的时间为a=， a=gsin θ，解得ta=，所以根据IG=mgt，可知重力对三个小球的冲量 不相等，b球和c球受到的重力冲量相同，a球受到的重力的冲量最大，故A 错误，C、D正确；根据Δp=mv′－mv可知，Δpa=mva′－0，mgh=mva′2，则 Δpa=m，平抛时Δpc=mgtc=m，自由落体时Δpb=mgtb=m，因 此三个球的动量变化量大小相等，故B正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 3. 如图所示，学生正在练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落20 cm，被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度仍为20 cm。已知足球与头 部的作用时间为0.1 s，足球的质量为0.4 kg，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． 下落到与头部刚接触时，足球动量大小为0 B． 与头部作用过程中，足球动量变化量的方向竖直向下 C． 与头部作用过程中，足球动量变化量的方向竖直向上 D． 与头部作用过程中，足球动量变化量大小为0.8 kg•m/s √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　下落到与头部刚接触时，足球速度v==2 m/s，足球动量大 小为p0=mv=0.8 kg•m/s，故A错误；足球离开头部后上升高度与下落高度相 同，所以足球离开头部时动量大小为p1=p0，方向竖直向上，以向上为正方 向，则动量变化量为Δp=p1－（－p0）=1.6 kg•m/s，方向竖直向上，故B、 D错误，C正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 4. “中国民航英雄机长”刘传健执行重庆飞拉萨任务时，在万米高空前挡 风玻璃破裂脱落的紧急关头，机组正确处理危机，奇迹般地安全迫降成 都。假设飞机挡风玻璃破裂时飞机的速度为v，空中风速不计，机长面部垂 直风速方向的受力面积为S，万米高空的空气密度为ρ，则机长面部受到的 冲击力大小约为（　　） A． ρSv B． ρSv2 C． ρSv3 D． ρSv3 解析：　机长面部垂直风速方向的受力面积为S，空气与飞行员的相对速 度等于飞机的速度v，设时间t内吹在面部的空气的质量为m，则m=ρSvt，根 据动量定理得－Ft=0－mv=0－ρSv2t，解得机长面部受到的冲击力大小 F′=F=ρSv2，故B正确。 √ 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 5. 蹦床是一项扣人心弦的运动项目，运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、 腾翻，做出各种惊险优美的动作。现有一位质量为50 kg的运动员，从离水 平网面3.2 m的高处自由落下，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5 m的 高处。若这位运动员与网接触的时间为1.0 s，求网对运 动员的平均作用力的大小（g取10 m/s2）。（　　） A. 900 N B. 1 400 N C. 600 N D. 1 000 N √ 解析：　运动员与网接触前瞬间有v2－0=2gh1，运动员与网分开后有0－ v′2=－2gh2，接触到分开过程，取竖直向下的方向为正方向，由动量定理得 mgt－Ft=－mv′－mv，代入数据解得F=1 400 N，故B正确。 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 课时作业 目 录 59 题组一　动量及动量的变化量 1. （2026•福建宁德高二下期中）意大利物理学家伽利略在研究打击现象 时，最早定义了类似“动量”的概念。现用质量为m的铁锤沿水平方向将 钉子敲入木板，铁锤以水平速度v0敲击钉子，随即以v0大小的速度沿水平 方向反弹。铁锤反弹后瞬间的动量大小与铁锤敲击钉子前后的动量变化量 大小分别为（　　） A． mv0　mv0 B． mv0　mv0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ C． mv0　mv0 D． mv0　mv0 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　铁锤反弹后瞬间的动量大小为p=m•v0=mv0，以铁锤反弹后的 速度方向为正方向，铁锤敲击钉子前后的动量变化量大小为Δp=m•v0－m （－v0）=mv0。故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 题组二　冲量的理解和计算 2. 如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面 由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中（　　） A． 重力的冲量相同 B． 弹力的冲量相同 C． 合力的冲量相同 D． 合力的冲量大小相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　重力的冲量IG=mgt，物体下滑时间不同，故IG不同，A错误；弹 力与斜面垂直，两物体所受弹力方向不同，故弹力的冲量不同，B错误； 两物体所受合力的方向平行斜面，故合力的冲量方向也与斜面平行，故合 力的冲量不同，C错误；由机械能守恒定律可知，物体到达斜面底端时速 率相等，由I=mv知，合力冲量大小相等，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 3. 〔双选〕（2025•福建三明高二下期中）如图所示，质量为m的物块静止 在倾角为α的斜面上，在与斜面夹角为θ的恒力F拉动下沿斜面向上运动， 经过时间t运动过程中（　　） A． 物块所受重力的冲量为0 B． 物块所受拉力的冲量为Ft C． 物块的动量一定增大 D． 物块受到合力的冲量为Ftcos θ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析： 根据冲量的计算公式可知，物块所受重力的冲量为mgt，故A 错误；根据冲量的计算公式可知，物块所受拉力的冲量为Ft，故B正确； 由于物块从静止开始向上运动，一定做加速运动，速度不断增大，因此动 量不断增大，故C正确；物块受到合力的冲量应为拉力、重力、可能受摩 擦力在斜面方向冲量的合冲量，不为Ftcos θ，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 题组三　动量定理的理解及应用 4. 〔双选〕（2026•福建龙岩高二下期末）道路千万条，安全第一条，在 骑行过程中发生交通事故时，佩戴头盔可有效防止头部受伤，大大减轻损 伤程度。下列说法正确的是（　　） A． 佩戴头盔缩短了驾驶员头部撞击的作用时间 B． 佩戴头盔减小了驾驶员头部撞击作用力的大小 C． 佩戴头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量 D． 在事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析： 　佩戴头盔延长了驾驶员头部撞击作用时间，故A错误；驾驶员 头部撞击过程中的动量变化量不变，根据动量定理FΔt=Δp，佩戴头盔延长 了驾驶员头部撞击作用时间，从而减小驾驶员头部受到的撞击力的大小， 故B正确；在撞击过程中，驾驶员头部的动量变化量是由撞击前后的速度 变化决定的，与是否佩戴头盔无关，故C错误；根据I=Ft，可知头盔对头部 的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头 盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 5. 质量m=4 kg的物块在光滑水平地面上以v0=2 m/s的速度运动，t=0时对物 块施加以水平外力F，规定v0的方向为正方向，外力F随时间t变化图线如图 所示，则（　　） A． 第1 s末物块的速度大小为2.5 m/s B． 第2 s末物块的动量大小为12 kg•m/s C． 在0~3 s时间内物块的动量变化量为2 kg•m/s D． 第7 s末时物块的运动方向发生改变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　图线的斜率为k==1 N/s，在0~1 s时间内，合力的冲量为对应时 间内图线与t轴所围的面积，有I1=t1==0.5 N•s，根据动量定理有 I1=mv1－mv0，解得v1=2.125 m/s，故A错误；在0~2 s时间内，合力的冲量为 对应时间内图线与t轴所围的面积，为I2=2 N•s，根据动量定理得I2=mv2－ mv0，解得第2 s末物块的动量大小为mv2=10 kg•m/s，故B错误；由图可知 在0~3 s时间内合力的冲量为I3= N•s＋（－2）×1 N•s=0，所以动量变 化量为零，故C错误；根据动量定理有I7=p－mv0，解得第7 s末时动量为 p=mv0＋I7=0，所以第7 s末时物块运动方向发生改变，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 6. 如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后， 铁块掉到地面上的P点，若以速度2v抽出纸条，若铁块仍掉到地面，则铁 块落地点为（　　） A． 在P点右侧原水平位移的两倍处 B． 仍在P点 C． 在P点右侧不远处 D． 在P点左侧 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　抽出纸带的过程中，铁块受到向前的摩擦力作用而加速运动， 若纸带以2v的速度抽出，则纸带与铁块相互作用时间变短，根据动量定理 知，摩擦力作用时间变短，铁块获得的速度减小，平抛运动的初速度减 小，而平抛运动的时间不变，则平抛运动的水平位移减小，即铁块落地点 在P点左侧，故A、B、C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 7. 〔双选〕（2026•福建福州高二下期中）很多人喜欢躺着看手机，经常 出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120 g，从离人约20 cm的高度无 初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.2 s，取重力加速度g=10 m/s2。下列分析 正确的是（　　） A． 手机刚要接触头部之前的速度约 为4 m/s B． 手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.48 kg•m/s C． 手机对头部的冲量大小约为0.48 N•s D． 手机对头部的作用力大小约为2.4 N √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析： 　手机自由下落，根据v2－0=2gh得，刚要接触头部之前的 速度为v==2 m/s，故A错误；手机与头部作用过程中手机动量变 化为Δp=mv=0.24 kg•m/s，故B错误；手机砸到头部过程，以向下为正 方向，根据动量定理可得－I＋mgΔt=0－mv，解得手机受到的冲量大 小为I=0.48 N•s，故手机对头部的冲量大小为0.48 N•s，故C正确；由 I=FΔt解得手机受到的作用力大小为F=2.4 N，故手机对头部的作用力 大小为2.4 N，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 8. 由我国自主研发制造的世界上最大的海上风电机SL5 000，它的机舱上可 以起降直升机，叶片直径128 m，风轮高度超过40层楼，是世界风电制造 业的一个奇迹。风速为12 m/s时发电机满载发电，风通过发电机后速度减 为11 m/s，已知空气的密度为1.3 kg/m3，则风通过发电机时受到的平均阻 力约为（　　） A. 4.0×104 N B. 2.0×105 N C. 2.2×106 N D. 4.4×106 N √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　叶片直径d=128 m，叶片旋转所形成的圆的面积S=，一小段 时间Δt内流过该圆面的风柱体积V=Sv1Δt=，风柱的质量m=ρV，设风 通过发电机时受到的平均阻力大小为f，取v1的方向为正方向，则v1=12 m/s， v2=11 m/s，根据动量定理有－fΔt=mv2－mv1，代入数据解得 f≈2.0×105 N，B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 9. （2026•福建三明高二下期末）科幻小说《三体》中描绘了三体舰队通 过尘埃区被动减速的场景，若要匀速通过尘埃区，就需要飞船提供足够的 动力。假设尘埃区密度ρ=6.0×10－103 kg/m3，飞船进入尘埃区的速度为 v=2.5×106 m/s，飞船垂直于运动方向上的最大横截面积S=10 m2，假设尘 埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，计算时，取尘埃微粒的初速度为 零，忽略微粒间的相互作用，则（　　） A． 单位时间内附着在飞船上的微粒质量为0.15 kg B． 单位时间内附着在飞船上的微粒质量为1.5 kg C． 飞船要保持速度不变，所需推力大小为1.50×104 N D． 飞船要保持速度不变，所需推力大小为3.75×104 N √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　设经过时间Δt，附着在飞船上的微粒质量为Δm，由m=ρV有 Δm=ρSvΔt，解得=0.015 kg/s，A、B错误；以Δm作为研究对象，飞船给 Δm的推力大小为F，以飞船运动方向为正，由动量定理有FΔt=Δm•v－0， 得F=3.75×104 N。根据牛顿第三定律，微粒给飞船的推力大小为 F′=F=3.75×104 N，则飞船要保持速度不变，所需推力大小为3.75×104 N，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 10. （2026•福建莆田高二下期中）在传统制作糍粑的过程中，质量m=15 kg的木槌从某一高度自由落下，刚接触糍粑时的速度大小v0=16 m/s，木槌 与糍粑的相互作用时间Δt=0.15 s，重力 加速度g=10 m/s2。 （1）求木槌刚接触糍粑时的动量大小。 答案：240 kg•m/s　 解析：木槌刚接触糍粑时的动量大小p1=mv0= kg•m/s=240 kg•m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （2）若打击糍粑后木槌速度变为2 m/s且方向竖直向上，求此过程中糍粑 对木槌的平均作用力大小。 答案：1 950 N　 解析： 设竖直向下为正方向，木槌的末动量为p2=mv=15× kg•m/s=－30 kg•m/s 根据动量定理Δt=p2－p1 代入数据解得F1=1 950 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） （3）若在打击糍粑过程中，木槌还受到操作人员竖直向下F=30 N的作用 力，且打击后木槌静止，求木槌与糍粑相互作用的平均作用力大小。 答案：1 780 N 解析：设竖直向下为正方向，木槌的初动量为p1，末动量p=0， 根据动量定 理Δt=p－p1 代入数据解得F2=1 780 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 11. （2026•福建福州高二下期末）如图所示，游客和工作人员在玩海上飞 龙时，工作人员操控喷射式悬浮飞行器将水带送上来的水反转180°后竖 直向下以相等大小的速度喷出，使游客和工作人员悬停在空中。已知游 客、工作人员与装备的总质量M为157 kg，两个圆管喷嘴的直径均为10 cm，已知重力加速度大小g=10 m/s2，水的密度 ρ=1.0×103 kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为（　　） A. 4.9 m/s B. 7.1 m/s C. 9.0 m/s D. 11.2 m/s √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） 解析：　设喷嘴处喷水的速度大小为v，每个喷嘴喷出的水对人的作用力 大小均为F，运动员与装备悬停在空中，受力平衡，有Mg=2F，故F=， 选择喷嘴喷出的一小段水柱为研究对象，设在较小的时间Δt内，一个喷嘴 喷出水的质量为Δm=ρSvΔt，规定竖直向下为正方向，由动量定理可得 F′Δt=Δmv－=2Δmv，根据牛顿第三定律，人对水的作用力为 F′=F，又因为S=，联立可得F==，解得 v== m/s≈7.1 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 目 录 物 理·选择性必修第一册（LK） $