(配套教参)高效作业16 机械能守恒定律及其应用-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业16 机械能守恒定律及其应用 (见学生用书P319) 微考点一　机械能守恒的理解和判断 1．2023·宁波中学模拟下列物体的运动可看作满足机械能守恒的是(　D　) A．树叶从枝头飘落 B．热气球缓缓升空 C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行 D．被运动员掷出的铅球在空中飞行的过程 【解析】 树叶从枝头飘落的过程，空气阻力对树叶做功，机械能不守恒，故A错误；热气球缓缓升空，浮力对气球做功，机械能不守恒，故B错误；汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行，摩擦力对汽车做功，机械能不守恒，故C错误；被运动员掷出的铅球在空中飞行的过程，空气阻力对铅球的作用可忽略不计，则只有重力对铅球做功，故机械能守恒，故D正确。 2．2023·北仑中学检测图甲、乙、丙所示分别为商场里的厢式电梯、台阶式电梯和斜面电梯，小明在逛商场时先后随三部电梯以相同速率上楼，在匀速运行过程中，下列说法正确的是(　A　) A．三部电梯对小明均做正功 B．乙与丙电梯对小明均没有摩擦力的作用 C．甲与乙电梯中的小明机械能守恒 D．甲与丙电梯中小明所受弹力做功的功率相等 【解析】 小明先后随三部电梯以相同速率上楼，电梯对小明的作用力与运动方向相同，因此三部电梯对小明均做正功，A正确。电梯匀速运行，所以台阶式电梯乙对小明没有摩擦力的作用，丙是斜面电梯，小明要随斜面电梯向上运动，因此丙电梯对小明有摩擦力的作用，且摩擦力方向沿斜面向上，与小明的重力沿斜面向下的分力平衡，B错误。小明在甲与乙的电梯中，动能不变，重力势能增大，因此机械能不守恒，C错误。由功率公式P＝Fv可知，甲电梯中小明所受弹力做功的功率大小等于小明的重力与电梯速率的乘积；在丙电梯中小明所受弹力方向与斜面垂直，弹力对小明不做功，因此甲与丙电梯中小明所受弹力做功的功率不相等，D错误。 3．据报道，新冠疫情防控期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为12 m处悬停后将药品自由释放，药品匀加速竖直下落了2 s后落地，若药品质量为0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2，则药品从释放到刚接触地面的过程中(　B　) A．机械能守恒 B．机械能减少了24 J C．动能增加了9 J D．所受的合力做了60 J的功 【解析】 药品匀加速下落，由h＝at2，代入数据解得a＝6 m/s2，故下落过程除受到重力外还受到阻力的作用，机械能不守恒，A错误；由mg－Ff＝ma，解得Ff＝2 N，下落过程克服阻力所做的功WFf＝Ffh＝24 J，即机械能减少24 J，B正确；由动能定理可得ΔEk＝W合＝ma·h＝36 J，即合力做功36 J，动能增加36 J，C、D错误。 微考点二　单体机械能守恒的应用 4．(多选)如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力。下列说法正确的是(　AC　) A．小球落地点离O点的水平距离为2R B．小球从P点到落地重力所做的功为mgR C．小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰为mg D．若将半圆弧轨道上部的圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高1.5R 【解析】 在最高点P，根据牛顿第二定律得mg＝m，解得v＝，根据2R＝gt2，解得t＝，则水平距离x＝vt＝2R，故A正确；小球从P点到落地，重力所做的功WG＝2mgR，故B错误；小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，轨道对小球的弹力为0，重力提供向心力，故C正确；若将半圆弧轨道上部的圆弧截去，其他条件不变，设小球能达到的最大高度比P点高h，由机械能守恒定律得mgh＝mv2，解得h＝0.5R，故D错误。 5．2023·嘉兴一中检测如图所示，小明在公园荡秋千。已知小明体重为m，秋千的两根绳长均为L，小明和秋千踏板的总质量为M。某次荡秋千时绳子与竖直方向最大夹角为37°，当荡到秋千支架的正下方时，不计绳的质量和所有阻力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g。下列说法正确的是(　C　) A．小明的速度大小为 B．每根绳子承受的拉力大小为Mg C．秋千对小明的作用力大小为mg D．小明受到的重力做功的功率为mg 【解析】 当小明可以看成质点时，依题意，根据功能关系，有MgL(1－cos 37°)＝Mv2，可得小明在最低点时的速度大小v＝，但小明不能看成质点，故速度小于v，故A错误；在最低点时，根据牛顿第二定律有2F－Mg＝M，可得每根绳子承受的拉力大小F＝Mg，故B错误；小明在最低点时，根据牛顿第二定律有F′－mg＝m，可得秋千对小明的作用力大小F′＝mg，故C正确；根据PG＝Gvy，可知在最低点时，由于在重力方向的速度vy＝0，所以小明受到的重力做功的功率为0，故D错误。 6．20