2023版高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量守恒定律创新练1含解析.doc

功能关系 能量守恒定律
3.如下图,起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动。一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲,然后用力蹬地起跳,从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中,他的重心上升了h,离地时他的速度大小为v。以下说法正确的选项是
(　　)
A.该同学机械能增加了mgh
B.起跳过程中该同学机械能增量为mgh+mv2
C.地面的支持力对该同学做功为mgh+mv2
D.该同学所受的合外力对其做功为mv2+mgh
【解析】选B。该同学重心升高了h,重力势能增加了mgh,又知离地时获得动能为mv2,那么机械能增加了mgh+mv2,A错误、B正确;该同学在与地面作用过程中,支持力对该同学做功为零,C错误;该同学所受合外力做功等于动能增量,那么W合=mv2,D错误。
【补偿训练】
(多项选择)2018年6月4日,世界悬崖跳水巡回赛在美国德克萨斯州举办。选手们从悬崖上一跃而下,惊险刺激的场景令观众大呼过瘾。如下图为一选手从距离水面高为20 m的悬崖上跳下,选手受到的空气阻力跟速度成正比(g取10 m/s2),那么以下正确的选项是 (　　)
A.选手在空中做匀加速运动
B.选手从开始跳下到入水的时间大于2 s
C.选手在空中下落过程合力做正功,入水后合力做负功
D.选手在空中下落过程机械能增大,入水后机械能减小
【解析】选B、C。以选手为研究对象,在空中时,根据牛顿第二定律mg-kv=ma,选手做加速度逐渐减小的加速运动,A错误;假设选手做自由落体运动,根据h=gt2得,t== s=2 s,实际上选手受空气阻力,下落的加速度小于重力加速度g,所以t>2 s,B正确;选手在空中下落过程中做加速运动,合力方向竖直向下,与其位移方向相同,合力做正功,入水后,选手做减速运动,合力方向竖直向上,与其位移方向相反,合力做负功,C正确;选手在空中和在水中,除重力之外的阻力一直做负功,所以选手的机械能一直在减小,D错误。