14、动量和能量中的STSE问题一、体育运动中的功和能问题例1.1引体向上是中学生体育测试的项目之一，若某中学生在30s内完成12次引体向上，该学生在此过程中克服重力做功的平均功率最接近于()A．400WB．100WC．20WD．5W【解析】学生体重约为50kg，每次引体向上上升高度约为0.5m，引体向上一次克服重力做功为W＝mgh＝50×10×0.5J＝250J，全过程克服重力做功的平均功率为＝＝＝100W，故B正确，A、C、D错误。【答案】B例1.2(2020·湖北武汉二模)运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90kg，两个喷嘴的直径均为10cm，已知重力加速度大小g＝10m/s2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为()A．2.7m/sB．5.4m/sC．7.6m/sD．10.8m/s【解析】设Δt时间内有质量为m的水射出，忽略重力的冲量，对这部分水由动量定理，得FΔt＝Δp＝2mv，m＝ρV＝ρvΔt·π；设运动员与装备的总质量为M，运动员悬停在空中，所以F′＝Mg，由牛顿第三定律，得F′与F大小相等、方向相反，联立解得v≈7.6m/s，故C正确。【答案】C练习1.1如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒．已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m．若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g＝10m/s2)()A．430J,7WB．4300J,70WC．720J,12WD．7200J,120W【解析】设重心上升的高度为h，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有＝，即h＝0.24m．一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24J＝144J，所以一分钟内克服重力做的总功为W总＝NW＝4320J，功率P＝＝72W，故选项B正确．【答案】B例1.22022年在北京举办第24届冬季奥林匹克运动会，短道速滑接力是其中一个比赛项目。如图所示，在比赛过程中，“接捧”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则甲、乙组成的系统()A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功【解析】冲量是矢量，甲、乙相互作用时，冲量大小相等...
