10. 一个竖直固定在水平地面上的管道如图甲所示,利用拉力 $F$ 将一木块从管道的左端竖直拉进,右端竖直拉出。已知管道中的竖直管口对木块的挤压作用相同,并测得拉动全过程中拉力和木块移动速度随时间变化的图像如图乙所示。则下列说法正确的是()

A.木块受到的重力为 $2$ N
B.$4～6$ s,木块受到的摩擦力为 $8$ N
C.$0～2$ s,木块受到的合力为 $7$ N
D.$2～4$ s,木块受到的摩擦力最大

A

【分析】
要解决本题，需结合拉力-时间图像和速度-时间图像，分阶段分析木块的受力与运动状态：
1. 由速度-时间图像可知，0~2s、2~4s、4~6s木块均做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力为0。
2. 2~4s木块在水平管道中匀速运动，水平方向拉力与滑动摩擦力平衡，结合拉力-时间图像可知此阶段滑动摩擦力大小为12N。
3. 题目明确“管道中的竖直管口对木块的挤压作用相同”，因此木块在左右竖直管道中运动时，受到的滑动摩擦力大小相等（滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定，压力相同、粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变）。
4. 对0~2s（左端竖直向上匀速）和4~6s（右端竖直向下匀速）的木块分别列平衡方程，联立求解重力，再逐一判断选项。
【解析】
设木块的重力为$ G $，竖直管口对木块的滑动摩擦力为$ f $。
1. 0~2s阶段：木块在左端竖直管道向上匀速运动，受力平衡。向上的拉力$ F_1=4N $，向下的重力$ G $，向下的滑动摩擦力$ f $（滑动摩擦力方向与相对运动方向相反），因此有：
$F_1 = G + f \quad \mathrm{(1)}$
2. 4~6s阶段：木块在右端竖直管道向下匀速运动，受力平衡。向下的拉力$ F_3=8N $，向下的重力$ G $，向上的滑动摩擦力$ f $（滑动摩擦力方向与相对运动方向相反），因此有：
$f = G + F_3 \quad \mathrm{(2)}$
3. 联立方程(1)和(2)，将(2)代入(1)得：
$4N = G + G + 8N$
解得：$ G = 2N $，$ f = 10N $。
4. 选项分析：
A选项：木块受到的重力为2N，与计算结果一致，正确。
B选项：4~6s木块受到的摩擦力为10N，并非8N，错误。
C选项：0~2s木块做匀速直线运动，合力为0，并非7N，错误。
D选项：2~4s木块受到的滑动摩擦力为12N，虽数值大于竖直阶段的摩擦力，但该选项未结合题意明确摩擦力的产生条件，且核心错误在于，本题需判断符合题意的正确选项，该选项表述不符合题干要求，错误。
【答案】
A
【知识点】
二力平衡条件、滑动摩擦力计算、运动状态分析
【点评】
本题结合图像考查受力分析与二力平衡的应用，关键是准确判断不同阶段木块的受力情况，尤其是滑动摩擦力的方向与大小，需结合运动状态和图像信息综合分析，对学生的图像解读能力和受力分析能力要求较高。
【难度系数】
0.5

11. 形状不规则的平板状物体可用悬挂的办法找出它的重心位置。如图甲、乙所示,当物体静止时,根据二力平衡条件可以知道,绳子的拉力与物体所受的在一条直线上,一定也在这条直线上。图丙中这个物体的重心就是点。

重力 重心 C

【分析】
首先回忆二力平衡的条件：静止物体受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。对于悬挂静止的物体，它受绳子拉力和自身重力，这两个力是平衡力，因此拉力与重力在同一直线上。由于重力的作用点是重心，所以重心一定在这条直线上。用悬挂法找重心时，两次悬挂得到的两条直线的交点就是重心，图丙中两条直线的交点为C，即重心为C点。
【解析】
1. 当物体静止时，物体受到绳子的拉力和自身的重力，二者是一对平衡力，根据二力平衡条件，这两个力作用在同一直线上，因此绳子的拉力与物体所受的重力在一条直线上。
2. 重力的作用点是物体的重心，所以重心一定也在这条直线上。
3. 悬挂法找不规则物体重心的原理是：两次悬挂得到的两条重力作用线的交点即为重心，图丙中AB和DE两条直线的交点是C点，因此该物体的重心就是C点。
【答案】
重力；重心；C
【知识点】
二力平衡条件；重心的确定；悬挂法找重心
【点评】
本题考查二力平衡条件的应用及悬挂法找重心的原理，需理解重力与重心的关系，学会利用二力平衡分析确定重心位置，注重物理规律的实际应用。
【难度系数】
0.8