第1章 第1节 动量和动量定理-2026-2027学年高中物理选择性必修第一册课堂重点&课时训练合集(鲁科版)
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内容正文:
鲁科版·选择性必修第一册·第1章动量及其守恒定律
动量和动量定理
课时重点&课堂同步
模块1
本小节知识重点梳理
序号
核心知识点
关键内容
1
动量定义
物体的质量与速度的乘积,叫做动量。
2
动量公式
p=mv
动量单位
国际单位:kg·m/s,读作千克米每秒。
动量矢量性
动量是矢量,方向与速度方向相同。
5
动量变化量
△p=p2-p1=mv2-mv1,需按矢量运算(同一直线规定正方向)。
6
动量与动能区别
动量是矢量,动能是标量;p=√厂(2mEk),Ek=p2/(2m)o
7
冲量定义
力与力的作用时间的乘积,叫做冲量。
8
冲量公式
I=FAt
9
冲量单位
国际单位:N·s,读作牛秒;1N·s=1kg·m/S。
动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量:合=△p,即F合·△t=2-
10
mV1o
补充要点
冲量是矢量,方向由力的方向决定(恒力冲量方向与力同向)。
动量定理表达式为矢量式,应用时须规定正方向。
动量定理不仅适用于恒力,也适用于变力(F为平均力)。
动量定理的应用:①求冲量;②求动量变化;③求平均作用力;④解释缓冲现象(如安全气囊、跳高软垫)。
模块2
课堂同步提升习题
一、单选题
(每题只有一个正确选项)
1.关于动量的概念,下列说法正确的是
A质量大的物体动量一定大
B.速度大的物体动量一定大
C,动量是矢量,方向与速度方向相同
D.动量是标量,只有大小没有方向
2.质量为2kg的物体以3m/s的速度向东运动,其动量大小为
A6kg·m/sB.1.5kg·m/sC.6N·sD.5kg·m/s
3.在国际单位制中,冲量的单位是
A.kg·m/s2B.N·sC.JD.W
4.关于冲量,下列说法正确的是
A.冲量是标量B.冲量的方向一定与力的方向相同C.力越大,冲量一定越大D.时间越长,冲量一定越大
5.质量为0.5kg的足球以8m/s的速度飞来,运动员将其以12m/s的速度反向踢回,若规定初速度方向为正方向,则
足球动量的变化量为
A.2kg·m/sB.-2kg·m/sC.10kg·m/sD.-10kg·m/s
6.关于动量与动能的关系,下列说法正确的是
A.动量大的物体动能一定大B.动能大的物体动量一定大C.动量是矢量,动能是标量
D.动量变化时动能一定变化
7.物体在合外力作用下运动,下列说法正确的是
A.合外力冲量的方向一定与动量方向相同
B.合外力冲量的方向一定与动量变化量方向相同
C.合外力冲量为零,动量变化量不一定为零
D.动量变化量为零,合外力一定为零
8.质量为1kg的物体做自由落体运动,取g=10m/s2,则第2s未物体的动量大小为
A.10kg·m/sB.20kg·m/sC.30kg·m/sD.40kg·m/s
9.一质量为的物体在水平面上受水平恒力F作用,经过时间t,速度由v1变为v2,则下列说法正确的是
A.Ft=mvz-mvz
B.Ft=mV1-mv2C.Ft=mv2+mv1D.以上均不正确
10.跳高运动员落在软垫上不易受伤,其原因是」
A.软垫减小了运动员的动量变化量
B.软垫减小了运动员受到的作用力
C.软垫增大了运动员的动量变化量
D.软垫增大了运动员受到的作用力
11.质量为2kg的物体,速度由向东3m/s变为向西3m/s,则物体动量变化量的大小为
A.0B.6kg·m/sC.12kg·m/sD.24kg·m/s
12.关于动量定理,下列说法正确的是
A.动量定理只适用于恒力作用
B.动量定理只适用于直线运动
C.动量定理适用于变力,F为平均力
D.动量定理不适用于曲线运动
二、多选题(每题有多个正确选项〉
13.下列关于动量和冲量的说法,正确的是
A.动量是状态量,冲量是过程量
B.动量和冲量都是矢量
C.动量的单位是kg·m/s,冲量的单位是N·s
D.1N·s=1kg·m/s
14.质量为的物体在合外力F作用下运动,经过时间t,下列说法正确的是
A.合外力冲量大小为FtB.合外力冲量方向与F方向相同
C.动量变化量大小一定等于Ft
D.动量变化量方向与F方向相同
15.关于动量定理F合·△t=mv2-mv1,下列说法正确的是
A.等式左边是合外力的冲量B.等式右边是动量的变化量
C.应用时必须规定正方向D.该式只适用于恒力
三、填空题
16.质量为3kg的物体以4m/s的速度运动,其动量大小为】
kg·m/so
17.动量是
(填"矢量"或"标量"),方向与_
方向相同。
18.冲量的定义式是
一,国际单位是
19.质量为0.2kg的小球以5m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁后以3/s的速度水平向左弹回,若规定向右为正方
向,则小球碰墙前的动量为
kg·m/s,碰墙后的动量为
kg·m/s,动量变化量为
kg·m/so
20.动量定理的内容是:物体所受
的冲量等于物体
的变化量,表达式为
21.质量为1kg的物体从静止开始做匀加速直线运动,2s末速度为6/s,则2s内物体动量变化量为
kg·m/s,合外力冲量大小为
N·so
22.一个质量m=0.1kg的物体,速度由10m/s向东变为6m/s向东,其动量变化量为
kg·m/s,方向
四、判断题(正确打"V",错误打"x")
23.动量和动能都是矢量。
24.物体的速度发生变化,其动量一定发生变化。
25.合外力冲量为零,物体动量一定不变。
26.物体动量变化量方向一定与合外力冲量方向相同。
27.冲量是过程量,动量是状态量。
28.质量为的物体做匀速圆周运动,其动量保持不变。
五、简答题
29.为什么跳远运动员要落在沙坑里而不是直接落在水泥地上?请用动量定理简要说明。
30.质量为2kg的物体在水平面上受到水平恒力F=10N的作用,经过3s,速度由2m/s增大到8m/s,方向不变。
求:
(1)物体动量的变化量;
(2)合外力对物体的冲量;
(3)验证动量定理。
六、计算题
31.质量为0.5kg的篮球从高h=1.8m处自由落下,与地面碰撞后反弹,反弹速度大小为落地速度大小的0.8倍。取
g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)篮球落地时的速度大小;
(2)篮球落地时的动量大小;
(3)若规定竖直向上为正方向,篮球与地面碰撞过程中动量的变化量。
32.质量为60kg的运动员从高处跳下,落地时速度大小为5m/s,方向竖直向下。若运动员与地面接触时间为0.5s,
取竖直向上为正方向,g=10m/s2。求:
(1)运动员落地时的动量;
(2)地面对运动员的平均作用力大小。
模块3
参考答案
一、单选题
1.C解析:动量p=mV,由质量和速度共同决定,A、B均错误;动量是矢量,方向与速度方向相同,C正确,D错误。
2.A解析:p=mV=2×3=6kg·m/s,A正确。
3.B解析:冲量I=F△t,单位为N·S,B正确。
4.B解析:冲量是矢量,A错误;恒力冲量方向与力方向相同,B正确;冲量由力和时间共同决定,C、D均片面错误。
5.D解析:规定初速度方向为正,V1=8m/5,v2=-12m/5。△p=mv2-m1=0.5×(-12)-0.5×8=-6-4=-10kg·m/s,D
正确。
6.C解析:动量是矢量,动能是标量,C正确;动量大小与动能大小关系为Ek=p/2m),不能简单比较,A、B错误;动
量变化时动能不一定变化(如匀速圆周运动),D错误。
7.B解析:合外力冲量方向与动量变化量方向相同,B正确;冲量方向与动量方向无必然关系,A错误;冲量为零则动量
变化量为零,C错误;动量变化量为零,合外力冲量为零,但合外力不一定为零(如匀速圆周运动),D错误。
8.B解析:第2s末速度v=gt=10×2=20m/5,p=mv=1×20=20kg·m/s,B正确。
9.A解析:由动量定理F合t=mV2-mV1,A正确。
10.B解析:落在软垫上,动量变化量相同,但作用时间变长,由F=△p/△t可知平均作用力减小,B正确。
11.C解析:规定向东为正,V1=3m/5,v2=-3m/s。△p=mv2-mv1=2×(-3)-2×3=-12kg·m/s,大小为12kg·m/s,
C正确。
12.C解析:动量定理适用于恒力和变力(F为平均力),也适用于直线和曲线运动,C正确。
二、多选题
13.ABCD解析:动量是状态量,冲量是过程量,A正确;两者都是矢量,B正确;单位分别为kg·/s和N·S,C正确;
1N·s=1kg·m/S,D正确。
14.ABD解析:合外力冲量大小为Ft,方向与F相同,A、B正确;动量变化量大小等于Ft,方向与合外力方向相同,C
中"一定"表述不严谨(应为大小等于),D正确。选ABD。
15.ABC解析:左边是合外力冲量,右边是动量变化量,应用时需规定正方向,A、B、C正确;动量定理也适用于变力,
D错误。
三、填空题
16.12解析:p=mv=3×4=12kg·m/s。
17.矢量;速度解析:动量是矢量,方向与速度方向相同。
18.=FAt;N·s(牛秒)解析:冲量定义式I=F△t,国际单位为N·S。
19.1;-0.6;-1.6解析:规定向右为正。碰前p1=mv1=0.2×5=1kg·m/s;碰后p2=mv2=0.2×(-3)=-0.6kg·m/s;
△p=p2-p1=-0.6-1=-1.6kg·m/5
20.合外力;动量;I合=△p(或F合·△t=mv2-m)解析:动量定理内容及表达式。
21.6;6解析:△p=mv-0=1×6=6kg·m/s;由动量定理,合外力冲量大小等于动量变化量大小,为6N·s。
22.-0.4;向西解析:规定向东为正,△p=mv2-mv1=0.1×6-0.1×10=0.6-1=-0.4kg·m/S,负号表示方向向西。
四、判断题
23.×解析:动量是矢量,动能是标量。
24.√解析:动量p=mV,速度变化则动量变化。
25.√解析:由动量定理,合外力冲量为零,动量变化量为零,动量不变。
26.√解析:动量变化量方向与合外力冲量方向相同。
27.√解析:冲量对应一段时间,是过程量;动量对应某一时刻,是状态量。
28.×解析:匀速圆周运动速度方向时刻改变,动量是矢量,动量时刻改变。
五、简答题
29.答:运动员落地时动量变化量△p一定。落在沙坑中,沙坑松软,延长了作用时间△t;由动量定理F=△p/△t可知,作用
时间越长,受到的平均作用力「越小,从而保护运动员不易受伤。而直接落在水泥地上,作用时间极短,平均作用力很
大,容易造成伤害。
30.
解:(1)规定初速度方向为正方向。
△p=mv2-mv1=2×8-2×2=16-4=12kg·m/s,方向与初速度方向相同。
(2)合外力冲量1合=F合·△t。物体在水平面上运动,合外力F合=F=10N。
1合=F合·△t=10×3=30N·s,方向与力方向相同。
(3)验证:由动量定理,I合应等于△p。
1合=30N·s,△p=12kg·m/s。
两者不相等,说明物体还受到其他力(如摩擦力)的作用,合外力不等于F。
若考虑合外力,则F合·△t=△p,即F合×3=12,F合=4N。
验证完毕。
六、计算题
31.
解:(1)篮球自由下落,由运动学公式:
v2-2gh
v=√(2gh)=√(2×10×1.8)=Γ36=6m/s
落地速度大小为6m/s。
(2)落地时动量大小:
p=mv=0.5×6=3kg·m/s
(3)规定竖直向上为正方向。
落地时速度v1=-6m/s(向下),反弹速度v2=0.8×6=4.8m/5(向上)。
碰撞前动量p1=mv1=0.5×(-6)=-3kg·m/S
碰撞后动量p2=mv2=0.5×4.8=2.4kg·m/s
△p=p2-p1=2.4-(-3)=5.4kg·m/s
方向竖直向上。
32.
解:(1)规定竖直向上为正方向。
落地时速度v=-5m/s(向下)。
落地时动量p=mv=60×(-5)=-300kg·m/s
方向竖直向下,大小为300kg·m/s。
(2)运动员从接触地面到速度减为零,动量变化量:
△p=0-(-300)=300kg·m/s
由动量定理:(F-mg)·△t△p
F-mg=△p/△t=300/0.5=600N
F=mg+600=60×10+600=1200N
地面对运动员的平均作用力大小为1200N,方向竖直向上。
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