2025高考物理一轮考点突破训练第6章机械能专题强化7功能关系能量守恒定律考点2能量守恒定律的理解和应用

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第6章机械能专题强化7功能关系能量守恒定律考点2能量守恒定律的理解和应用，共3页。试卷主要包含了能量守恒定律，对能量守恒定律的两点理解等内容，欢迎下载使用。
1．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．对能量守恒定律的两点理解
(1)某些形式增加的总能量ΔE增等于其他形式减少的总能量ΔE减。
(2)某些物体增加的总能量ΔE增等于其他物体减少的总能量ΔE减。
[解析] (1)设小车通过第30个减速带后，经过每个减速带损失的机械能为ΔE，小车从刚通过第30个减速带到刚通过第31个减速带，由能量守恒定律可知mgdsin θ＝ΔE
解得ΔE＝mgdsin θ。
(2)小车运动全程能量守恒，设eq \x\t(E)为通过前30个减速带时每一个减速带上平均损失的机械能，
mgLsin θ＋29mgdsin θ＝μmgs＋30eq \x\t(E)
解得eq \x\t(E)＝eq \f(mgL＋29d·sin θ－μmgs,30)。
(3)由题意可知eq \x\t(E)>ΔE
则L>d＋eq \f(μs,sin θ)。
[答案] (1)mgdsin θ
(2)eq \f(mgL＋29d·sin θ－μmgs,30) (3)L>d＋eq \f(μs,sin θ)

运用能量守恒定律解题的基本思路
【跟踪训练】
(能量守恒定律的应用)(多选)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中( BC )
A．弹簧的最大弹力为μmg
B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为μmgs
D．物块在A点的初速度为eq \r(2μgs)
[解析] 小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右做加速运动后做减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg，A项错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs，B项正确；物块从最左侧运动至A点过程由能量守恒定律可知Ep＝μmgs，C项正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有－2μmgs＝0－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)，解得v0＝2eq \r(μgs)，D项错误。
(多物体系统的能量守恒问题)如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数μ＝eq \f(\r(3),4)，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m＝4 kg，B的质量为m＝2 kg，初始时物体A到C点的距离L＝1 m，现给A、B一初速度v0＝3 m/s，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹回到C点。已知重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态。求在此过程中：
(1)物体A向下运动刚到C点时的速度大小；
(2)弹簧的最大压缩量；
(3)弹簧的最大弹性势能。
[答案] (1)2 m/s (2)0.4 m (3)6 J
[解析] (1)在物体A向下运动刚到C点的过程中，对A、B组成的系统应用能量守恒定律可得μ·2mgcs θ·L＝eq \f(1,2)×3mveq \\al(2,0)－eq \f(1,2)×3mv2＋2mgLsin θ－mgL
解得v＝2 m/s。
(2)对A、B组成的系统分析，在物体A从C点压缩弹簧至将弹簧压缩到最大压缩量，又恰好返回到C点的过程中，系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量，即
eq \f(1,2)×3mv2－0＝μ·2mgcs θ·2x
其中x为弹簧的最大压缩量
解得x＝0.4 m。
(3)设弹簧的最大弹性势能为Epm，对A、B组成的系统，从物体A刚运动到C点到弹簧达到最大压缩量过程中由能量守恒定律可得
eq \f(1,2)×3mv2＋2mgxsin θ－mgx＝μ·2mgcs θ·x＋Epm
解得Epm＝6 J。