第五章 课时作业(13) 动能和动能定理（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

课时作业(13)　动能和动能定理 [基础应用] 1．(2021·山东卷)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连．木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动．在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为(　　) A．　　 B．　　 C．　　 D． B　解析：在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理有－f·2πL＝0－mv，可得摩擦力的大小f＝，故选B. 2．(2021·福建厦门期末)一质量为2 kg的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2 s后撤去外力，其v ­t图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A．在0～2 s内，合外力做的功为4 J B．在0～2 s内，合外力做的功为8 J C．在0～6 s内，摩擦力做的功为－8 J D．在0～6 s内，摩擦力做的功为－4 J A　解析：在0～2 s可读出初、末速度，由动能定理可得W合＝mv－0＝4 J，故A正确，B错误；在0～6 s内由全程的动能定理可得WF＋Wf＝0－0，其中f＝ma2＝2× N＝1 N；对于0～2 s由牛顿第二定律F－f＝ma1，解得F＝3 N，而WF＝F·x1＝3×2 J＝6 J，联立得Wf＝－6 J，故C、D错误. 3．(2018·全国卷Ⅰ)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列车的动能(　　) A．与它所经历的时间成正比 B．与它的位移成正比 C．与它的速度成正比 D．与它的动量成正比 B　解析：速度v＝at，动能Ek＝mv2＝ma2t2，与经历的时间的平方成正比，A错误；根据v2＝2ax，动能Ek＝mv2＝m·2ax＝max，与位移成正比，B正确；动能Ek＝mv2，与速度的平方成正比，C错误；动量p＝mv，动能Ek＝mv2＝，与动量的平方成正比，D错误． 4．从地面竖直向上抛出一个小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是(　　) A　解析：对于整个竖直上抛过程(包括上升与下落)，速度与时间的关系为v＝v0－gt，则v2＝g2t2－2v0gt＋v，所以Ek＝mv2，可见动能与时间是二次函数关系，由数学中的二次函数知识判断可知，A正确． 5．(2021·河北张家口一模)如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险．质量m＝2.0×103 kg的汽车沿下坡公路行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1＝36 km/h，汽车继续沿下坡公路匀加速直行l＝350 m、下降高度h＝50 m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2＝72 km/h.(g取10 m/s2) (1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量； (2)求汽车沿公路下坡过程中所受的阻力大小； (3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移．(sin 17°≈0.3) 答案：(1)3.0×105 J　(2)2×103 N　(3)33.3 m 解析：(1)由ΔEk＝mv－mv， 解得ΔEk＝3.0×105 J. (2)由动能定理得mgh－fl＝mv－mv， 解得f＝2×103 N. (3)设汽车沿“避险车道”运动的最大位移为l′，由动能定理得 －(mg sin 17°＋3f)l′＝0－mv，解得l′＝33.3 m． [素养提升] 6．在一次海上消防救援过程中，消防船启动了多个喷水口进行灭火．喷水口所处高度和口径都相同，出水轨迹如图甲所示．其中两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，如图乙所示．不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) 　 A．水A在空中运动时间较长 B．水B单位时间内的出水量较大 C．水落到海面时A的速度比B的速度小 D．相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多 D　解析：A.因为两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，根据竖直上抛运动的对称性，可知水A、B在空中运动时间相等，故A项错误；B.水从喷水口喷出后做斜抛运动，初速度可分解为水平方向的分速度vx和竖直向上的分速度vy，由于水喷出后在最高点高度相同，根据公式v＝2gh，可知，竖直分速度相同，则运动时间相同，由于水A的水平位移较大，根据x＝vxt可知，水A的水平分速度大，根据公式v0＝，可知水A的初速度大，则水A单位时间内的出水量较大，故B项错误；C.因为喷水口所处高度相同，所以从喷出到落到海面由动能定理得mgh＝mv2－mv解得v＝，因为水A初速度大，故水A落到海面时速度比水B的速度大，故C项错误；D.因