《创新课堂》第一章 动量守恒定律章末整合提升 体系构建 素养提升 高中物理选择性必修第一册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

章末整合提升 体系构建 素养提升 动量、动量守恒定律中的STSE问题 　�———�动量、动量守恒定律”是高中物理中的重点和难点，是和科技、生活、体育等，紧密结合的知识点，也是高考命题的热点，高考命题往往是创设接近日常生产生活实际的问题情境，重点考查动量、动量守恒定律、三大观点等。 一、科技生产中的STSE问题 【例1】　（2024·江苏高考14题）嫦娥六号探测器于5月3日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道，探测器经过轨道修正、近月制动，顺利进入环月轨道飞行。此后，探测器经历着陆器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体的分离。已知嫦娥六号在轨速度为v0，着陆器对应的组合体A与轨道器对应的组合体B分离时间为Δt，分离后B的速度为vB，且与v0同向，A、B的质量分别为m、M。求： （1）分离后A的速度vA； （2）分离时A对B的推力大小。 答案：（1）　（2） 解析：（1）A、B组成的系统沿速度方向动量守恒，由动量守恒定律有（m＋M）v0＝MvB＋mvA 解得分离后A的速度vA＝。 （2）A、B分离的过程，对B由动量定理有FΔt＝MvB－Mv0 解得分离时A对B的推力大小为F＝。 【考教衔接】 真题 探源 本题源于鲁科版选择性必修第一册P17·T5的情境： 如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知卫星质量为m1，箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行。若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，求分离后卫星的速率v1 衔接 分析 （1）2024年江苏高考题和教材中情境类似。 （2）2024江苏高考题是在教材情境的基础上，增加了第（2）问求分离过程中，A对B的平均推力F的大小。 （3）两题都是反冲现象的应用 解题 通法 （1）由情境选择A、B为一个系统，列动量守恒方程，求分离时A的速度。 （2）隔离B，列动量定理方程，求相互作用力 【例2】　（2024·重庆高考4题）活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针芯和针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。针鞘质量为m，针鞘在软组织中运动距离d1后进入目标组织，继续运动d2后停下来。若两段运动中针鞘整体受到阻力均视为恒力。大小分别为F1、F2，则针鞘（　　） A.被弹出时速度大小为 B.到达目标组织表面时的动能为F1d1 C.运动d2过程中，阻力做功为（F1＋F2）d2 D.运动d2的过程中动量变化量大小为 解析：A　根据动能定理有F1d1＋F2d2＝mv2，解得v＝，故A正确；针鞘到达目标组织表面后，继续前进d2减速至零，有Ek ＝ F2d2，针鞘运动d2的过程中，克服阻力做功为F2d2，故B、C错误；针鞘运动d2的过程中，动量变化量大小Δp＝＝，故D错误。 二、娱乐、体育中的STSE问题 【例3】　（2024·全国甲卷20题）〔多选〕蹦床运动中，体重为60 kg的运动员在t＝0时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A.t＝0.15 s时，运动员的重力势能最大 B.t＝0.30 s时，运动员的速度大小为10 m/s C.t＝1.00 s时，运动员恰好运动到最大高度处 D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N 解析：BD　根据题图分析可知，t＝0.15 s时，运动员对蹦床作用力最大，则此时运动员下降至最低点，运动员的重力势能最小，A错误；根据题图分析可知，t＝0.30 s时，运动员离开蹦床，做竖直上抛运动，经2 s后，即t＝2.30 s时，再次落至蹦床上，根据竖直上抛运动的对称性可知，t＝1.30 s时，运动员运动至最大高度处，根据v＝gΔt可知，运动员在t＝0.30 s时的速度大小v0＝10 m/s，B正确，C错误；对运动员与蹦床一次相互作用过程，根据动量定理有（－mg）Δt＝mv0－（－mv0），代 ... ...