第1章 第2节 动量定理（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 该同步练习按“基础巩固-综合运用-拓广探索”分层，题量配比8:4:1，从概念辨析到实际应用，构建动量定理知识巩固路径，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| |----|----------|----------| |基础巩固|动量、冲量概念及简单计算|选择题辨析动能与动量关系，计算题考查自由落体冲量，夯实运动和相互作用观念| |综合运用|动量定理与运动学、能量综合|蹦极过程分析、F-t图像问题，提升模型建构与科学论证能力| |拓广探索|实际情境中的动量应用|高压水枪冲击力计算，体现科学探究与社会责任|

2. 动量定理 基础巩固 1. 下列力学相关概念的说法正确的是 ( ) A. 物体的动能不变，速度一定不变 B. 物体的动能不变，动量一定不变 C. 一对相互作用力做的功一定大小相等、正负相反 D. 一对相互作用力的冲量一定大小相等、方向相反 【答案】D 【解析】动能不变仅说明速度大小不变, 但速度方向可能变化, 如匀速圆周运动, A 错误; 动能不变仅说明速度大小不变, 但速度方向可能变化, 如匀速圆周运动, 由于其速度方向时刻在变化, 故动量可能变化, B 错误; 一对相互作用力作用在不同物体上, 两物体的位移可能不同, 因此做功不一定相等，C错误；冲量由力和时间决定，相互作用力大小相等、方向相反且作用时间相同，故冲量一定大小相等、方向相反，D 正确. 故选 D. 2. 一辆汽车和一列火车均由静止开始做匀加速直线运动，达到最大速度后匀速行驶. 汽车经过 达到最大速度 ，火车经过 达到最大速度 ，对于二者的加速过程, 下列说法正确的是 ( ) A. 汽车的速度变化量比火车大 B. 火车的速度变化率比汽车小 C. 汽车的动量变化量一定比火车大 D. 汽车的动量变化率一定比火车大 【答案】 【解析】速度变化量 为末速度减初速度,根据题意可知汽车 ，火车 ，故汽车的速度变化量比火车小， 错误；速度变化率即加速度，汽车加速度 ,火车加速度 ,可知火车的加速度更小, 正确; 动量变化量 ,因质量未知,无法确定 大小, 错误; 动量变化率表示力,因为 ,因质量未知,无法比较 与 的大小, D 错误. 故选 B. 3. 在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是 , 乙对甲的作用力是 (忽略其他一切阻力), 则以下说法正确的是 ( ) A. 的冲量大于 的冲量 B. 的冲量小于 的冲量 C. 甲、乙动量变化的大小相同, 方向相反 D. 甲、乙动量变化的大小相同，方向相同 【答案】 【解析】速度变化量 为末速度减初速度,根据题意可知汽车 ，火车 ，故汽车的速度变化量比火车小， 错误；速度变化率即加速度，汽车加速度 ,火车加速度 ,可知火车的加速度更小, 正确; 动量变化量 ,因质量未知,无法确定 大小, 错误; 动量变化率表示力,因为 ,因质量未知,无法比较 与 的大小, D 错误. 故选 B. 4. 在第 58 届世乒赛的男单决赛中, 中国选手在面对对手的高速弧圈球时, 采用 “快带” 技术回击. 假设来球速度大小为 ，球的质量为 ， 与球拍接触后以大小近似不变的速度 反向弹回. 若运动员希望通过调整击球方式，使回球速度增大为 (仍反向弹回)，且接触时间均为 . 忽略重力等其他外力，则两种情况球拍对球的冲量大小之比为 ( ) A. B. 1 : 3 C. D. 【答案】 C 【解析】根据题意, 由动量定理可知, 合力的冲量 (即球拍对球的冲量)等于球动量变化量, 则第一种情况球拍对球的冲量大小 ,第二种情况球拍对球的冲量大小 ,则两种情况球拍对球的冲量大小之比 . 故选 C. 5. 智能防摔马甲能在穿戴者失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免穿戴者因摔倒导致的伤害. 下列情境中蕴含的物理原理与智能防摔马甲用到的物理原理相同的是 ( ) A. 快递运输易碎品时，外部用充气塑料包裹 B. 子弹离开枪膛后仍能继续飞行一段距离 C. 跳远运动员起跳前助跑 D. 推土机安装有履带 【答案】 A 【解析】智能防摔马甲通过迅速打开气囊, 延长碰撞作用时间，从而减小冲击力 (由动量定理 可知，当 增大时,力 减小). 充气塑料包裹通过缓冲延长碰撞时间, 减小冲击力, 原理相同, A 正确; 子弹飞行因惯性保持运动状态，与缓冲无关，B错误；助跑利用惯性延长腾空时间，与缓冲无关，C错误；履带通过增大受力面积减小压强，属于压强问题，D 错误. 故选 A. 6. 如图所示为某静电场中的电场线, 一带电粒子从电场中的 点运动到 点,虚线为粒子的运动轨迹, 若粒子仅受静电力的作用, 下列说法正确的是 ( ) 第 6 题 A. 该粒子带正电 B. 粒子的动量变化率增大 C. 静电力对粒子做正功 D. 粒子的电势能减小 【答案】 B 【解析】粒子做曲线运动, 受到的力在其轨迹 “凹”侧，可知,粒子受到的静电力与电场方向相反,则粒子带负电, 错误; 由动量定理 可得粒子的动量变化率 ,由电场线疏密程度可判断从 到 ,电场强度逐渐增大,粒子受到的静电力逐渐增大, 动量变化率也逐渐增大, B 正确; 静电力对粒子做负功,电势能增大, 错误. 故选 B. 7. 某同学做“引体向上”时的上升动作如图所示，他从最低点运动到最高点的过程中，手臂对身体的拉力始终保持向上， 下列说法正确的是 ( ) 第 7 题 A. 单杠对手的支持力大小始终等于重力大小 B. 单杠对手的支持力做正功 C. 单杠对手的支持力冲量为 0 D. 手臂对身体的拉力做正功 【答案】D 【解析】从最低点到最高点的过程中, 先加速后减速, 先超重后失重, 单杠对手的支持力大小不可能始终等于重力大小, A 错误; 单杠对手的支持力作用在手上, 作用点的位移为 0 , 故单杠对手的支持力不做功, B 错误; 单杠对手的支持力方向始终向上且作用了一段时间,根据冲量的定义式 ,可知单杠对手的支持力冲量不为 0, 错误; 手臂对身体的拉力向上，身体向上发生了一段位移，根据功的定义式 ,可知手臂对身体的拉力做正功, 正确. 故选 D. 8. 质量为 的小球从 高处自由下落到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了 ,求: ( 取 , 不计空气阻力) (1)这段时间软垫对小球的冲量； ( 2 )这段时间软垫对小球的平均作用力. 【答案】(1)1 N·s，方向竖直向上(2)2 N，方向竖直向上 【解析】(1) 小球接触软垫前做自由落体运动,则有 ,解得 ,从小球自由落下到接触软垫至最低点过程, 以竖直向下为正方向, 根据动量定理有 ,解得 ,可知这段时间软垫对小球的冲量大小为 ,方向竖直向上. (2)设这段时间软垫对小球的平均作用力为 ，则有 ,解得 ,可知这段时间软垫对小球的平均作用力大小为 ,方向竖直向上. 综合运用 9. 如图所示，蹦极运动员将长为 的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在 点. 其中 点是弹力等于重力的位置， 点是运动员所到达的最低点, 不计空气阻力. 对于运动员离开跳台 ( 点) 至最低点的过程中( ) 第 9 题 A. 段绳子对人的冲量为 0 B. 降落到 点时的速度最大 C. 降落到 段人的动能不变 D. 人在全过程中机械能守恒 【答案】 A 【解析】 段绳子弹力为 0,故 段绳子对人的冲量为 0, A 正确; 点是弹力等于重力的位置,故运动员降落到 点时,弹力小于重力,运动员的加速度向下,即继续向下加速，故降落到 点时的速度不是最大，B 错误；运动员在 段做加速运动，在 段，弹力大于重力，加速度向上，运动员做减速运动，动能减小，C错误；人的动能不变，但是重力势能减小，故人的机械能减小，D 错误. 故选 A. 10. 一质量为 的物体静止在光滑水平面上，从 时刻起， 受到的水平外力 如图所示,则下列说法正确的是 ( ) 第 10 题 A. 内,物体动量变化量的大小为 B. 内,外力对物体做的功为 C. 时和 时物体的动量大小相同 D. 时物体回到出发点 【答案】 【解析】 图像面积表示冲量, 内的冲量 ,由动量定理可知 ,即物体动量变化量的大小为 , A 错误; 内的冲量 ,由动量定理可得 末的动量 ，根据动能定理可知 正确；根据上述分析可知， 内的冲量 ,由动量定理可得 末的动量 内的冲量 ,由动量定理可得 末的动量 错误; 物体一直做单向直线运动，且始终向正方向运动， 时不会回到出发点， 错误. 故选 B. 11. 如图所示, 一小球以 的速度与水平地面发生碰撞,碰撞后的反弹速度 ,碰撞前后的速度方向与水平地面的夹角均为 . 已知小球的质量 , ,碰撞过程忽略重力作用，则 ( ). 第 11 题 A. 小球与地面碰撞过程中, 摩擦力的冲量为 0 B. 小球与地面碰撞过程中, 摩擦力的冲量大小为 C. 小球与地面碰撞过程中,地面的支持力的冲量大小为 D. 小球与地面碰撞过程中,地面的支持力的冲量大小为 【答案】 【解析】碰撞前小球竖直方向的速度大小为 ，方向竖直向下,水平方向的速度大小为 ，方向水平向右，碰撞后小球竖直方向的速度大小为 ，方向竖直向上，水平方向的速度大小为 ,方向水平向右, 取水平向右为正方向,水平方向根据动量定理有 ,解得摩擦力的冲量大小为 , 取竖直向上为正方向，竖直方向根据动量定理有 ,解得地面的支持力的冲量大小为 . 故选 C. 12. 如图甲所示，质量为 的物块静止放在足够大的水平地面上,从 时刻起对物块施加一个水平向右的拉力 ,图乙表示 随时间 变化的情况，物块与水平地面间的动摩擦因数为 ，重力加速度 取 . 最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求: 第 12 题 (1)0~2s 内，拉力 对物块的冲量的大小； (2) 时刻，物块的速度大小； (3)0~5 s 内，合力对物块所做的功. 【答案】(1)6 N s(2)12.5 m/s(3)78.125 J 【解析】(1) 冲量是力对时间的积累,其大小等于力与作用时间的乘积. 内,拉力 ,作用时间 ,根据冲量定义 , 可得拉力冲量 . ( 2 )滑动摩擦力 ， 内,合外力冲量 内,拉力线性变化,平均拉力 ,设 内,时间为 ,拉力冲量 ,摩擦力冲量 ,合外力冲量为 ; 内合外力冲量 ,由 ,可得 . ( 3 )根据动能定理,合力对物块所做的功等于物块动能的变化量,则 ,代入数据解得 . 拓广探索 13. 如图所示, 生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为 ,水流以速度 从枪口喷出近距离垂直喷射到车身. 所有喷到车身的水流，约有 75% 向四周溅散开，溅起时垂直于车身向外的速度为 ，其余 的水流撞击车身后无反弹顺车流下. 由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力. 已知水的密度为 ,则 ( ) 第 13 题 A. 水枪的功率为 B. 水枪的功率为 C. 水流对车身的平均冲击力约为 D. 水流对车身的平均冲击力约为 【答案】 【解析】在很短时间 内流出的水的质量 ,水喷出过程中,根据动能定理有 ,解得水枪的功率为 、 B 错误; 设水流对车身的平均冲击力大小为 ,取反弹的速度方向为正方向,对时间 内喷出的水根据动量定理有 ,解得 , 错误, 正确. 故选 D. 题号 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 13 答案 学科网（北京）股份有限公司 $ 2. 动量定理 基础巩固 1. 下列力学相关概念的说法正确的是 ( ) A. 物体的动能不变，速度一定不变 B. 物体的动能不变，动量一定不变 C. 一对相互作用力做的功一定大小相等、正负相反 D. 一对相互作用力的冲量一定大小相等、方向相反 2. 一辆汽车和一列火车均由静止开始做匀加速直线运动，达到最大速度后匀速行驶. 汽车经过 达到最大速度 ，火车经过 达到最大速度 ，对于二者的加速过程, 下列说法正确的是 ( ) A. 汽车的速度变化量比火车大 B. 火车的速度变化率比汽车小 C. 汽车的动量变化量一定比火车大 D. 汽车的动量变化率一定比火车大 3. 在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是 , 乙对甲的作用力是 (忽略其他一切阻力), 则以下说法正确的是 ( ) A. 的冲量大于 的冲量 B. 的冲量小于 的冲量 C. 甲、乙动量变化的大小相同, 方向相反 D. 甲、乙动量变化的大小相同，方向相同 4. 在第 58 届世乒赛的男单决赛中, 中国选手在面对对手的高速弧圈球时, 采用 “快带” 技术回击. 假设来球速度大小为 ，球的质量为 ， 与球拍接触后以大小近似不变的速度 反向弹回. 若运动员希望通过调整击球方式，使回球速度增大为 (仍反向弹回)，且接触时间均为 . 忽略重力等其他外力，则两种情况球拍对球的冲量大小之比为 ( ) A. B. 1 : 3 C. D. 5. 智能防摔马甲能在穿戴者失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免穿戴者因摔倒导致的伤害. 下列情境中蕴含的物理原理与智能防摔马甲用到的物理原理相同的是 ( ) A. 快递运输易碎品时，外部用充气塑料包裹 B. 子弹离开枪膛后仍能继续飞行一段距离 C. 跳远运动员起跳前助跑 D. 推土机安装有履带 6. 如图所示为某静电场中的电场线, 一带电粒子从电场中的 点运动到 点,虚线为粒子的运动轨迹, 若粒子仅受静电力的作用, 下列说法正确的是 ( ) 第 6 题 A. 该粒子带正电 B. 粒子的动量变化率增大 C. 静电力对粒子做正功 D. 粒子的电势能减小 7. 某同学做“引体向上”时的上升动作如图所示，他从最低点运动到最高点的过程中，手臂对身体的拉力始终保持向上， 下列说法正确的是 ( ) 第 7 题 A. 单杠对手的支持力大小始终等于重力大小 B. 单杠对手的支持力做正功 C. 单杠对手的支持力冲量为 0 D. 手臂对身体的拉力做正功 8. 质量为 的小球从 高处自由下落到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了 ,求: ( 取 , 不计空气阻力) (1)这段时间软垫对小球的冲量； ( 2 )这段时间软垫对小球的平均作用力. 综合运用 9. 如图所示，蹦极运动员将长为 的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在 点. 其中 点是弹力等于重力的位置， 点是运动员所到达的最低点, 不计空气阻力. 对于运动员离开跳台 ( 点) 至最低点的过程中( ) 第 9 题 A. 段绳子对人的冲量为 0 B. 降落到 点时的速度最大 C. 降落到 段人的动能不变 D. 人在全过程中机械能守恒 10. 一质量为 的物体静止在光滑水平面上，从 时刻起， 受到的水平外力 如图所示,则下列说法正确的是 ( ) 第 10 题 A. 内,物体动量变化量的大小为 B. 内,外力对物体做的功为 C. 时和 时物体的动量大小相同 D. 时物体回到出发点 11. 如图所示, 一小球以 的速度与水平地面发生碰撞,碰撞后的反弹速度 ,碰撞前后的速度方向与水平地面的夹角均为 . 已知小球的质量 , ,碰撞过程忽略重力作用，则 ( ). 第 11 题 A. 小球与地面碰撞过程中, 摩擦力的冲量为 0 B. 小球与地面碰撞过程中, 摩擦力的冲量大小为 C. 小球与地面碰撞过程中,地面的支持力的冲量大小为 D. 小球与地面碰撞过程中,地面的支持力的冲量大小为 12. 如图甲所示，质量为 的物块静止放在足够大的水平地面上,从 时刻起对物块施加一个水平向右的拉力 ,图乙表示 随时间 变化的情况，物块与水平地面间的动摩擦因数为 ，重力加速度 取 . 最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求: 第 12 题 (1)0~2s 内，拉力 对物块的冲量的大小； (2) 时刻，物块的速度大小； (3)0~5 s 内，合力对物块所做的功. 拓广探索 13. 如图所示, 生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为 ,水流以速度 从枪口喷出近距离垂直喷射到车身. 所有喷到车身的水流，约有 75% 向四周溅散开，溅起时垂直于车身向外的速度为 ，其余 的水流撞击车身后无反弹顺车流下. 由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力. 已知水的密度为 ,则 ( ) 第 13 题 A. 水枪的功率为 B. 水枪的功率为 C. 水流对车身的平均冲击力约为 D. 水流对车身的平均冲击力约为 题号 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 13 答案 学科网（北京）股份有限公司 $