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17.光滑水平面上有一质量为2kg的物体,在五个恒定的水平共点力作用下处于平衡状态,现同时撤去大小分别为10N和20N的两个水平力而余力保持不变,关于此后该物体运动的说法中正确的是(  )
A.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5m/s2
B.可能做匀减速直线运动,加速度大小可能是2m/s2
C.一定做匀变速运动,加速度大小可能是15m/s2
D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小可能是10m/s2

分析 撤去大小分别为15N和10N的两个力,其余的力保持不变,则知其余力的合力范围,由牛顿第二定律求出物体加速度的范围.物体一定做匀变速运动,当撤去的两个力的合力与原来的速度方向相同时,物体可能做匀减速直线运动.恒力作用下不可能做匀速圆周运动.

解答 解:根据平衡条件得知,余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为20N和10N的两个力后,物体的合力大小为F=10N,或者F=30N,物体的加速度大小为:a=5m/s2,或者a=15m/s2
A、若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.故A错误.
B、物体的加速度大小为:a=5m/s2,或者a=15m/s2;故B错误;
C、由于撤去两个力后其余力保持不变,故合力恒定,一定做匀变速运动,加速度大小可能是15m/s2;故C正确;
D、由于撤去两个力后其余力保持不变,恒力作用下不可能做匀速圆周运动.故D错误;
故选:C.

点评 本题中物体原来可能静止,也可能做匀速直线运动,要根据物体的合力与速度方向的关系分析物体可能的运动情况.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

1.如图所示,一轻弹簧竖直固定在地面上,一物体从弹簧正上方某处自由下落并落在弹簧上,弹簧在压缩过程中始终遵循胡克定律.从球接触弹簧开始,直到把弹簧压缩到最短为止的过程中(  )
A.速度和加速度一直减小
B.速度先增大后减小,加速度一直减小
C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
D.速度一直减小,加速度先减小后增大

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

8.如图所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上.导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好.在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内.
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2
(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?

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5.如图,一个热气球从地面开始向上做初速度为零的匀加速直线运动,上升的加速度为$\frac{2}{3}$m/s2,当热气球上升到75m时,一个质量很小的小铆钉从热气球上脱离掉落,小铆钉脱落时相对热气球静止且热气球运动的加速度保持不变,重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计,求小铆钉落地时:
(1)小柳钉的速度大小;
(2)热气球离地的高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.用下列器材测量待测电阻Rx的阻值
A.待测电阻Rx:阻值约为200Ω
B.电流表A1:量程为0~10mA,内阻r1=20Ω
C.电流表A2:量程为0~20mA,内阻r2约为8Ω
D.定值电阻R0:阻值R0=80Ω
E.滑动变阻器R1:最大阻值为10Ω
F.滑动变阻器R2:最大阻值为200Ω
G.电源E:电动势约为3.0V,内阻可忽略不计
H.开关K,导线若干
(1)为了测量电阻Rx的阻值,现有甲、乙、丙三位同学设计了以下的实验电路图,你认为正确的是乙(选填“甲”、“乙”或“丙”).

(2)根据所选正确的电路图,在图丁中用笔画线代替导线,将实物图中所缺的导线补画完整.
(3)滑动变阻器应该选${R}_{1}^{\;}$(选填“R1”或“R2”).
(4)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则Rx的表达式为Rx=$\frac{{I}_{1}^{\;}{(R}_{0}^{\;}{+r}_{1}^{\;})}{{I}_{2}^{\;}{-I}_{1}^{\;}}$(用相应的物理量符号表达).

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.某兴趣小组设计出如图甲所示的实验装置探究小车的加速度跟合外力的关系,图中与小车左端相连的是测力传感器,小车放置在表面各处粗糙程度相同的水平长木板上,按甲图装配好实验器材,先测出小车运动时所受摩擦阻力,逐渐向沙桶中添加细沙粒,当观察到小车刚开始运动时,记下传感器的最大示数为F0,可认为摩擦阻力为F0

(1)将小车放回初位置并用手按住,继续向沙桶中添加一定量的沙粒,记下传感器的示数F1,接通频率外为50Hz的交流电源,使打点计时器工作,然后释放小车,打出一条纸带,再继续在桶中添加沙粒,多次重复实验,打出多条纸带,图乙为某次实验打出的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个计时点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6六个计数点,用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离(单位:cm),分别标注在相应计数点的下方,则小车的加速度a=0.756m/s2,(结果保留三位有效数字)
(2)算出各次小车的加速度和合力F(F=F1-F0),获得多组数据,描绘小车加速度a与F的关系图象,纸带与打点计时器间的摩擦可忽略,图中可能正确的是AD.

(3)写出一条提高实验结果准确程度有益的建议:控制桶和砂的总质量应远小于小车和传感器的总质量.

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9.星系由很多绕中心作圆形轨道运行的恒星组成.科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r.用v∝rn这样的关系来表达,科学家们特别关心指数n.若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞,则n的值为(  )
A.1B.2C.-$\frac{1}{2}$D.$\frac{1}{2}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.如图,两个固定的正负点电荷带电量分别为+Q1和Q2,在它们连线的延长线上有a、b、c三点,而b点的合场强刚好为零,即Eb=0.那么(  )
A.c点的合场强方向一定沿连线方向指向左侧
B.若将正检验电荷q从a移向b,它的电势能将增加
C.若将正检验电荷q放于b点,它所受电场力和具有的电势能一定均为零
D.两固定点电荷的电量关系一定是Q1<Q2

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7.在平直的公路上,一辆汽车以36km/h的速度开始做匀加速运动,加速度大小为0.5m/s2.问:10s后汽车的速度是多少?

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