第21讲 机械能守恒定律和功能关系——新情境建模专练-2022年高考物理二轮复习直击高考热点难点(解析版)

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第21 讲. 机械能守恒定律和功能关系——新情境建模专练
一、单选题
1．2021 年初冬时节，大庆市区下了一杨暴雪，降雪量达 30 毫米，是 1957 年以来最大的
次降雪，某环卫工人利用手推式风力清雪车进行道路清雪，如图所示，已知推力 F斜向下
且与水平方向夹角为 ，清雪车沿水平方向以速度 v做匀速直线运动，则下列说法中正确
的是（　　）
A．清雪车对人的作用力大小为
B．清雪车受到的阻力大小
C．推力的功率为
D．无论推力与水平方向夹角多大，都可以推车前进
【答案】B
【解析】
A．已知人对清雪车的作用力为 F，根据牛顿第三定律，清雪车对人的作用力大小也为 F,A
错误；
B．清雪车沿水平方向以速度 v做匀速直线运动，处于平衡状态，根据平衡条件可得
B正确；
C．推力的功率为
C错误。
D．推力水平方向的分力小于清雪车的水平方向的阻力时，将不能推车前进，故 D错误。
故选 B。
2．身高 1.70m，体重 60kg 的李明同学在 1min 内连续做了 30 个完整的引体向上，且“上
引”过程与“下放”过程的时间相同。引体向上的“上引”过程重心上升的高度约为
0.5m，重力加速度 g取 。下列说法正确的是（　　）
A．该同学在 1min 内重力做的总功约为 9000J
B．该同学在 1min 内重力做的总功约为 18000J
C．该同学在某次“上引”过程克服重力做功的平均功率约为 300W
D．该同学在某次“下放”过程克服重力的瞬时功率一直增加
【答案】C
【解析】
AB．在一次“上引”和“下放”过程中，重心上升或下降的高度相同，而在“上引”过程
中人克服重力做功，“下放”过程中重力做正功，两者之和为零，故一次引体向上过程中
重力对人做功为零，故 1min 时间内，重力做的总功为零，故 AB 错误；
C．该同学在某次“上引”过程中，克服重力做功
W＝mgh＝60×10×0.51＝300J
一次“上引”过程中经历的时间
所以在一次“上引”过程中，克服重力做功的平均功率
故C正确；
D．下降过程初末速度均为零，速度先增加后减小，根据
PG=mgvy
可知重力的功率先增加再减小，故 D错误。
故选 C。
3．如图甲所示，某选手正在进行定点投篮。在篮球运动所在的竖直平面内建立坐标系
xOy，如图乙所示，篮球由 A点投出，A
、
B
、
C
、
D是篮球运动轨迹上的四点，C为篮球运
动的最高点。重力加速度为 g，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（　　）
A．篮球经过 C点时速度大小为
B．篮球经过 B点和 D点的动量相同
C．篮球由 A到B和由 B到C过程，动量的变化量相同
D．篮球由 B到C和由 C到D过程，重力做功相同
【答案】C
【解析】
A．依题意，篮球抛出后做斜抛运动，利用逆向思维，可知篮球从 C点做平抛运动到 A点，
设C点坐标为(0，yC)，C点到 B点时间为 t，由乙图可知
联立，可得
故A错误；
B．由乙图可知 B点和 D点在同一水平面上，则可知篮球在两点处的速度大小相等，但方
向不同，所以篮球经过 B点和 D点的动量不相同。故 B错误；
C．由乙图可知篮球由 A到B和由 B到C过程水平方向发生的位移相等，则所用时间相等，
根据动量定理可得
所以动量的变化量相同。故 C正确；
D．篮球由 B到C过程重力做负功，由 C到D过程，重力做正功，二者不同。故 D错误。
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