2016物理高考题分类牛顿运动定律解决方案.docVIP

C单元 牛顿运动定律 C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律 C2 牛顿第二定律 单位制 18．C2[2016·全国卷Ⅰ] 一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则(　　) A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D．质点单位时间内速率的变化量总是不变 [解析] BC　由牛顿第二定律，质点的加速度总是与该恒力方向相同，且加速度恒定，单位时间内速度的变化量不变，但速率的变化量可能不同，选项C正确，选项D错误；当恒力与速度方向不在同一直线上时，质点做匀变速曲线运动，速度方向与恒力方向不相同，但速度方向不可能总与该恒力方向垂直，选项B正确；只有当恒力与速度同向，做匀加速直线运动时，速度方向才与该恒力方向相同，选项A错误． 19．A2 、C2、E1[2016·全国卷Ⅱ] 两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则(　　) A．甲球用的时间比乙球长 B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 19．BD　[解析] 设f＝kR，则由牛顿第二定律得F合＝mg－f＝ma，而m＝eq \f(4,3)πR3·ρ，故a＝g－eq \f(k,\f(4,3)πR2·ρ)，由m甲m乙、ρ甲＝ρ乙可知a甲a乙，故C错误；因甲、乙位移相同，由v2＝2ax可知，v甲v乙，B正确；由x＝eq \f(1,2)at2可知，t甲t乙，A错误；由功的定义可知，W克服＝f·x，又f甲f乙，则W甲克服W乙克服，D正确． 21．C2、 E3[2016·全国卷Ⅱ] 如图1-，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM∠OMNeq \f(π,2).在小球从M点运动到N点的过程中(　　) 图1- A．弹力对小球先做正功后做负功 B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 21．BCD　[解析] 小球在M点时弹簧处于压缩状态，在N点时弹簧处于伸长状态，则在由M到N过程中有一点弹簧处于原长状态，设该点为B点，另设小球在A点时对应的弹簧最短，如图所示．从M点到A点，弹簧压缩量变大，弹力做负功，从A点到B点弹簧从压缩逐渐恢复至原长，弹力做正功，从B点到N点弹簧从原长逐渐伸长，弹力做负功，选项A错误．小球在A点时，水平方向上弹簧的弹力与杆的弹力相平衡，小球受到的合外力F合＝mg，故加速度a＝g；小球在B点时，弹簧处于原长，杆对小球没有作用力，小球受到的合外力F合＝mg，故加速度a＝g，B正确．在A点时，弹簧的弹力F弹垂直于杆，小球的速度沿杆向下，则P弹＝F弹vcos α＝0，C正确．从M点到N点，小球与弹簧所组成的系统机械能守恒，则Ek增＝Ep减，即EkN－0＝Ep重M－Ep重N＋Ep弹M－Ep弹N，由于在M、N两点弹簧弹力大小相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则弹性势能Ep弹N＝Ep弹M，故EkN＝Ep重M－Ep重N，D正确． 24．C2　D4　E2[2016·全国卷Ⅲ] 如图1-所示，在竖直平面内有由eq \f(1,4)圆弧AB和eq \f(1,2)圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接．AB弧的半径为R，BC弧的半径为eq \f(R,2).一小球在A点正上方与A相距eq \f(R,4)处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动． (1)求小球在B、A两点的动能之比； (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点． 图1- 24．[答案] (1)5　(2)能 [解析] (1)设小球的质量为m，小球在A点的动能为EkA，由机械能守恒得EkA＝mgeq \f(R,4)　① 设小球在B点的动能为EkB，同理有EkB＝mgeq \f(5R,4)　② 由①②式得eq \f(EkB,EkA)＝5　③ (2)若小球能沿轨道运动到C点，小球在C点所受轨道的正压力N应满足N≥0　④ 设小球在C点的速度大小为vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有N＋mg＝eq \f(mveq \o\al(2,C),\f(R,2))　⑤ 由④⑤式得，vC应满足mg≤meq \f(2veq \o\al(2,C),R)　⑥ 由机械能守恒有mgeq \f(R,4)