题目内容

14．质量为10kg的物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用，其大小分别为F1=42N、F2=28N、F3=20N，且F2的方向指向正北，下列说法中正确的是（　　）
A．物体一定处于静止状态
B．物体一定处于匀速直线运动状态
C．若物体处于静止状态，则F1、F3的合力大小一定为28N，方向指向正南
D．若物体处于匀加速直线运动状态，则最大加速度为9m/s2，方向指向正北

分析 根据三力合成的方法明确三力的合力可能值；明确三力作用下物体能静止的条件；再根据牛顿第二定律分析最大合力，从而求解最大加速度．

解答 解：AB、由于物体受三力作用，且不明确三力的具体方向，故无法确定三力是否真正平衡；故物体不一定处于静止或匀速直线运动；故AB错误；
C、若物体处于静止，则F1、F3的合力一定与F2大小相等，方向相反；故合力大小一定为28N，方向指向正南；故C正确；
D、若和于匀加速状态，则当三力方向相同时加速度最大；故最大合力为F=42+28+20=90N；则加速度为99m/s2，方向指向正北；故D正确；
故选：CD．

点评 本题考查牛顿第二定律及三力合成的方法，要注意明确当三力平衡时，任意两力的合力一定与第三力等大反向．

练习册系列答案
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7．带电荷量为+2.0×10-8C的微粒先后经过电场中的A、B两点时，克服电场力做功6.0×10-6J，已知B点电势为100V，则（　　）
A．A、B间的电势差为-300V
B．A点的电势为-200V
C．微粒的电势能减小6.0×10-6J
D．把电荷量为2.0×10-8C的负电荷放在A点时的电势能为4×10-6J
8．如图所示，质量m=1kg的物体静止在粗糙水平面上，在F=4N的水平拉力作用下从A点运动到B点，作用时间为5s，到达B点后撤去拉力，物体继续运动到C点停止运动，已知动摩擦因素μ=0.2（g=10m/s2），求：
（1）拉力做的功；
（2）物体到达B点时的动能；
（3）整个过程中克服摩擦力做的功．
2．从地面竖直向上抛出一小球，小球在上升运动过程中所受空气阻力大小与小球的速度大小成正比，小球上升的最大高度为H0，上升时间为t0，规定竖直向上方向为正方向，用v表示小球的瞬时速度，x表示小球的位移，E表示小球的机械能．下列图象正确的是（　　）
A．B．C．D．
9．①在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带．甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm，肯定其中一个学生在操作上有错误，该同学是甲．其错误的操作是先释放重物后接通电源．

②丁同学用甲图所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离16.76cm，已知当地重力加速度为g=9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为8.00J，重力势能的减少量为8.25J．（保留三位有效数字）
③利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度=9.50m/s2（结果保留三位有效数字）
④在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落过程中存在着阻力的作用，用题目给出的已知量．求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为0.30N．
⑤若利用BD段来验证机械能守恒，则还要测量的物理量是BD段的长度，要验证的表达式是$\frac{1}{2}$m（$\frac{{x}_{CE}}{2}$f）2-$\frac{1}{2}$m（$\frac{{x}_{AC}}{2}$f）2（用题中符号表达）
⑥以下是几位同学的操作步骤，其中有错误和不必要的有ACDG
A．用天平测量重锤的质量m
B．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源的交流电压输出档连接好．
C．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠距打点计时器较远的地方，纸带上端用夹子夹住．
D．松开纸带，接通电源，让重锤自由下落．
E．重复几次，得到3～5条打好点的纸带．
F．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各计时点依次标上1，2，3…，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3…．
G．应用公式vn=ghn计算各点对应的即时速度v1、v2、v3…．
H．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量$\frac{1}{2}$mvn2，进行比较．再做出结论．
19．一物体做匀减速直线运动，它的位移与时间的关系是x=24t-2t2（x单位是m，t单位是s），一段时△t（未知）内通过的位移x1=14cm，紧接着的△t以时间内通过的位移x2=10m，此时，物体仍然在运动，且与初速度方向相同．求：
（1）△t的值；
（2）再经过多少位移物体速度刚好减为零．
6．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（　　）
A．小球能越过d点并继续沿环向上运动
B．当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大
C．小球从d点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大
D．小球从b点运动到C点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小
3．如图甲所示，一端开口导热良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为l0kg，横截面积为50cm2，气缸全长20cm，气缸质量20kg，大气压强为1×105Pa，当环境温度为7℃时，活塞封闭的气柱长8cm；现将气缸倒过来竖直悬挂在天花板上，如图乙所示g取10m/s2．
    ①求稳定后，气缸内的气柱长；
    ②从气缸被竖直悬挂在天花板上，到活塞下降并达到稳定的过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热；
    ③如图丙，将气缸放在光滑水平地面上，用力F推活塞，气缸与活塞一起稳定运动的加速度a=5m/s2，求此时气缸内的气柱长．
4．下列说法中正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
C．安培发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系
D．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

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