资源简介

章末核心素养提升
一、动量定理的应用
1.科技生活命题 科技发展，造福民众。近两年推出的“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以(　　)
A.减小穿戴者动量的变化量
B.减小穿戴者动量的变化率
C.增大穿戴者所受合力的冲力
D.增大穿戴者所受合力的冲量
2.科技前沿命题 我国“天问一号”着陆器在距离火星表面100米高度的地方处于悬停状态。质量为M的着陆器悬停时发动机要持续向下喷气，喷出的气体速度为u，之后适时下落，刚着地时的速度为v，此刻关闭发动机，这个最终速度采用着陆腿的缓冲机构来克服。已知，火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一，地球表面的重力加速度为g，不考虑火星表面大气阻力，忽略着陆器的质量变化。则下列说法正确的是(　　)
A.火星表面的重力加速度为0.2g
B.着陆器处于悬停时，单位时间内喷出的气体质量为
C.若悬停时间为t，则喷气发动机所做的功为
D.若着陆器接触地面到最后停稳的时间为Δt，则着陆器对地面的平均压力为0.4Mg＋
二、动量守恒的应用
3.体育活动命题 短道速滑接力比赛中，两运动员交接时，后方队员要用力将前方队员推出，某次比赛中，交接前，前方队员速度大小为10 m/s，后方队员的速度大小为12 m/s，已知前方队员的质量为60 kg，后方队员的质量为66 kg。后方队员将前方队员推出后瞬间速度大小变为8 m/s，此时前方队员的速度大小约为(　　)
A.14.4 m/s B.13.1 m/s
C.23.2 m/s D.21.1 m/s
三、力学三大观点的应用
4.娱乐活动命题 “弹弹子”是我国传统的儿童游戏，如图所示，静置于水平地面的两个完全相同的弹子沿一直线排列，质量均为m，人在极短时间内给第一个弹子水平冲量I使其水平向右运动，当第一个弹子运动了距离L时与第二个弹子相碰，碰后第二个弹子运动了距离L时停止。已知摩擦阻力大小恒为弹子所受重力的k倍，重力加速度为g，若弹子之间碰撞时间极短，为弹性碰撞，忽略空气阻力，则人给第一个弹子水平冲量I为(　　)
A.m B.m
C.m D.m
5.科学探究命题 物理课堂上，老师带同学们做了一个有趣的实验：如图甲所示，老师让某同学将一个网球叠放在一个充足气的篮球上，举到头顶附近，然后一起由静止释放，发现网球和篮球碰撞后，被反弹的网球能打到教室的天花板。若将该实验简化为如图乙所示模型，网球和篮球均可视为质点，篮球和地面碰撞完成后恰与网球碰撞，所有碰撞均为弹性碰撞。已知网球的质量为m＝58 g，篮球的质量为M＝638 g，初始释放高度为h＝1.8 m，篮球和网球的球心始终在同一竖直线上，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)篮球落地前瞬间，网球和篮球共同的速度大小；
(2)网球反弹后能达到的最大高度H1；
(3)若用一个质量远远小于篮球质量的弹性小球替代网球重复该实验，其他条件不变，求弹性小球反弹后能够上升的最大高度。
　
　
　
　
　
章末核心素养提升
知识网络构建
mv　Ft　Ft＝mv2－mv1　系统　不受外力　矢量和　远大于　p　总动量相同　0　总动量变化量为0　－Δp2　相反　守恒　最多　增加
创新情境命题
1.B　[根据动量定理Ft＝Δp得F＝＝，可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间t，从而减小人所受到的冲力，即减小穿戴者动量的变化率，而穿戴者动量的变化量Δp，也即穿戴者所受合力的冲量Ft均未发生变化，故B正确。]
2.D　[根据星球表面万有引力与重力的关系得G＝mg，解得g火＝0.4g，A错误；着陆器处于悬停时，对单位时间喷出的气体根据动量定理得Ft＝mt·u，由平衡条件得F＝Mg火＝0.4Mg，解得m＝，B错误；若悬停时间为t，根据动能定理，则喷气发动机所做的功为W＝m′u2＝0.2Mgut，C错误；着陆时，对着陆器根据动量定理得(N－0.4Mg)Δt＝0－(－Mv)，解得N＝0.4Mg＋，根据牛顿第三定律可得着陆器对地面的平均压力为0.4Mg＋，D正确。]
3.A　[以两队员组成的系统为研究对象，以前方队员的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，解得前方队员的速度v1′＝14.4 m/s，故A正确，B、C、D错误。]
4.B　[第一个弹子获得速度后由于受阻力做功，动能减小；与第二个弹子相碰时，因为是弹性碰撞且两个弹子质量相同，由动量守恒定律和能量守恒定律可知，两个弹子交换速度，即第一个弹子静止，第二个弹子以第一个弹子的速度继续运动，直到第二个弹子运动L后停止，这个过程摩擦力做功等于第一个弹子所获得的初动能，根据动能定理得－2kmgL＝0－mv2，所以v＝，因此根据动量定理可知I＝m，故B正确。]
5.(1)6 m/s　(2)12.8 m　(3)16.2 m
解析　(1)设篮球触地前瞬间，篮球与网球的速度大小为v，根据动能定理可得(m＋M)gh＝(m＋M)v2，解得v＝6 m/s。
(2)规定竖直向上为正方向，设篮球与地面发生弹性碰撞后瞬间，网球的速度为v1，篮球的速度为v2，有v1＝－6 m/s，v2＝6 m/s。设碰后瞬间，网球和篮球的速度分别为v3、v4，网球与篮球发生弹性碰撞，可得mv1＋Mv2＝mv3＋Mv4
mv＋Mv＝mv＋Mv
根据匀变速直线运动的规律可得v＝2gH1
解得H1＝12.8 m。
(3)由题意，设弹性小球与篮球发生弹性碰撞后瞬间，弹性小球的速度为v3′，篮球的速度为v4′，有mv1＋Mv2＝mv3′＋Mv4′
mv＋Mv＝mv3′2＋Mv4′2
可得v3′＝
当M m时，v3′可取得极大值，可得v3′≈－v1＋2v2
设弹性小球能上升的最大高度为H2，由v3′2＝2gH2
解得H2＝16.2 m。(共19张PPT)
章末核心素养提升
第1章 动量及其守恒定律
目 录
CONTENTS
知识网络构建
01
创新情境创题
02
知识网络构建
1
动量及其守恒定律
mv
Ft
动量及其守恒定律
Ft=mv2-mv1
系统
不受外力
矢量和
远大于
p
总动量相同
0
总动量变化量为0
-Δp2
相反
动量及其守恒定律
守恒
最多
增加
创新情境命题
2
B
一、动量定理的应用
1.【科技生活命题】 科技发展，造福民众。近两年推出的“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以(　　)
A.减小穿戴者动量的变化量
B.减小穿戴者动量的变化率
C.增大穿戴者所受合力的冲力
D.增大穿戴者所受合力的冲量
2.【科技前沿命题】 我国“天问一号”着陆器在距离火星表面100米高度的地方处于悬停状态。质量为M的着陆器悬停时发动机要持续向下喷气，喷出的气体速度为u，之后适时下落，刚着地时的速度为v，此刻关闭发动机，这个最终速度采用着陆腿的缓冲机构来克服。已知，火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一，地球表面的重力加速度为g，不考虑火星表面大气阻力，忽略着陆器的质量变化。则下列说法正确的是(　　)
答案 D
A
二、动量守恒的应用
3.【体育活动命题】 短道速滑接力比赛中，两运动员交接时，后方队员要用力将前方队员推出，某次比赛中，交接前，前方队员速度大小为10 m/s，后方队员的速度大小为12 m/s，已知前方队员的质量为60 kg，后方队员的质量为66 kg。后方队员将前方队员推出后瞬间速度大小变为8 m/s，此时前方队员的速度大小约为(　　)
A.14.4 m/s B.13.1 m/s
C.23.2 m/s D.21.1 m/s
解析　以两队员组成的系统为研究对象，以前方队员的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，解得前方队员的速度v1′＝14.4 m/s，故A正确，B、C、D错误。
B
三、力学三大观点的应用
4.【娱乐活动命题】 “弹弹子”是我国传统的儿童游戏，如图所示，静置于水平地面的两个完全相同的弹子沿一直线排列，质量均为m，人在极短时间内给第一个弹子水平冲量I使其水平向右运动，当第一个弹子运动了距离L时与第二个弹子相碰，碰后第二个弹子运动了距离L时停止。已知摩擦阻力大小恒为弹子所受重力的k倍，重力加速度为g，若弹子之间碰撞时间极短，为弹性碰撞，忽略空气阻力，则人给第一个弹子水平冲量I为(　　)
5.【科学探究命题】 物理课堂上，老师带同学们做了一个有趣的实验：如图甲所示，老师让某同学将一个网球叠放在一个充足气的篮球上，举到头顶附近，然后一起由静止释放，发现网球和篮球碰撞后，被反弹的网球能打到教室的天花板。若将该实验简化为如图乙所示模型，网球和篮球均可视为质点，篮球和地面碰撞完成后恰与网球碰撞，所有碰撞均为弹性碰撞。已知网球的质量为m＝58 g，篮球的质量为M＝638 g，初始释放高度为h＝1.8 m，篮球和网球的球心始终在同一竖直线上，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)篮球落地前瞬间，网球和篮球共同的速度大小；
(2)网球反弹后能达到的最大高度H1；
(3)若用一个质量远远小于篮球质量的弹性小球替代网球重复该实验，其他条件不变，求弹性小球反弹后能够上升的最大高度。
答案　(1)6 m/s　(2)12.8 m　(3)16.2 m
解析　(1)设篮球触地前瞬间，篮球与网球的速度大小为v，根据动能定理可得
mv1＋Mv2＝mv3＋Mv4
当M m时，v3′可取得极大值，可得
v3′≈－v1＋2v2
设弹性小球能上升的最大高度为H2，
由v3′2＝2gH2，解得H2＝16.2 m。

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