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8. 如图所示，在拉力$F$的作用下，重$100\ \mathrm{N}$的货物$A$随小车$B$一起向右做匀速直线运动，请在图中画出货物$A$所受力的示意图。
答案
解析
【分析】
货物A随小车B一起向右做匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡。
1. 竖直方向：A受到竖直向下的重力，以及小车对A竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力，大小均为100N；
2. 水平方向：A与B之间无相对运动或相对运动趋势，因此A在水平方向不受力。
综上，只需画出A竖直方向的重力和支持力即可。
【解析】
1. 确定作用点：将两个力的作用点都画在货物A的重心（几何中心）处；
2. 绘制重力：从重心竖直向下画一条带箭头的线段，标注$G=100\ \mathrm{N}$；
3. 绘制支持力：从重心竖直向上画一条带箭头的线段，线段长度与重力的线段长度相等，标注$F_{\mathrm{支}}=100\ \mathrm{N}$。
【答案】
在货物A的重心位置，竖直向下画出重力$G$（标注$100\ \mathrm{N}$），竖直向上画出支持力$F_{\mathrm{支}}$（标注$100\ \mathrm{N}$），两力线段长度相等（示意图符合上述描述即可）。
【知识点】
二力平衡条件、受力分析、力的示意图绘制
【点评】
本题核心是利用平衡状态分析物体受力，易错点是误判水平方向存在摩擦力，需明确：当物体随载体匀速直线运动且无相对运动/相对运动趋势时，水平方向不受力。
【难度系数】
0.6
货物A随小车B一起向右做匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡。
1. 竖直方向：A受到竖直向下的重力，以及小车对A竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力，大小均为100N；
2. 水平方向：A与B之间无相对运动或相对运动趋势，因此A在水平方向不受力。
综上，只需画出A竖直方向的重力和支持力即可。
【解析】
1. 确定作用点：将两个力的作用点都画在货物A的重心（几何中心）处；
2. 绘制重力：从重心竖直向下画一条带箭头的线段，标注$G=100\ \mathrm{N}$；
3. 绘制支持力：从重心竖直向上画一条带箭头的线段，线段长度与重力的线段长度相等，标注$F_{\mathrm{支}}=100\ \mathrm{N}$。
【答案】
在货物A的重心位置，竖直向下画出重力$G$（标注$100\ \mathrm{N}$），竖直向上画出支持力$F_{\mathrm{支}}$（标注$100\ \mathrm{N}$），两力线段长度相等（示意图符合上述描述即可）。
【知识点】
二力平衡条件、受力分析、力的示意图绘制
【点评】
本题核心是利用平衡状态分析物体受力，易错点是误判水平方向存在摩擦力，需明确：当物体随载体匀速直线运动且无相对运动/相对运动趋势时，水平方向不受力。
【难度系数】
0.6
9. 如图所示，一个铁球从竖直立在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落，设小球的速度为$v$，小球受到的重力和弹簧弹力的合力为$F$。在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，下列说法正确的是()
A. $F$不断变小
B. $v$不断变大
C. $F$先变小后变大
D. $v$不断变小
A. $F$不断变小
B. $v$不断变大
C. $F$先变小后变大
D. $v$不断变小
答案
C
解析
【分析】
要解决这个问题，我们需要分阶段分析小球接触弹簧到压缩至最短过程中的受力、合力变化，再结合合力与加速度、速度的关系判断运动状态：
1. 首先明确弹簧弹力的变化规律：弹簧的压缩量随小球下落逐渐增大，根据胡克定律，弹力会逐渐增大。
2. 分析合力的变化：
刚接触弹簧时，弹力小于重力，合力为重力减弹力，方向向下，随着弹力增大，合力逐渐减小；
当弹力等于重力时，合力为零；
继续压缩弹簧，弹力大于重力，合力为弹力减重力，方向向上，且随着弹力增大，合力逐渐增大。
3. 分析速度的变化：
合力向下时，加速度与速度同向，速度增大；
合力为零时速度最大；
合力向上时，加速度与速度反向，速度减小。
由此判断选项的正确性。
【解析】
在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中：
1. 弹力与合力的变化：
设小球重力为$G$，弹簧弹力为$F_{弹}$，根据胡克定律$F_{弹}=kx$（$x$为弹簧压缩量），随着弹簧压缩量$x$增大，$F_{弹}$逐渐增大。
当$F_{弹} ＜ G$时，合力$F = G - F_{弹}$，方向竖直向下，随着$F_{弹}$增大，$F$逐渐减小；
当$F_{弹} = G$时，合力$F = 0$；
当$F_{弹} ＞ G$时，合力$F = F_{弹} - G$，方向竖直向上，随着$F_{弹}$增大，$F$逐渐增大。
因此合力$F$先变小后变大，选项C正确，A错误。
2. 速度的变化：
当合力方向向下时，加速度与速度方向相同，小球做加速运动，速度$v$增大；
当合力为0时，小球速度达到最大值；
当合力方向向上时，加速度与速度方向相反，小球做减速运动，速度$v$减小。
因此速度$v$先变大后变小，选项B、D错误。
【答案】
C
【知识点】
胡克定律；合力与运动状态；牛顿第二定律
【点评】
本题考查弹簧作用下的受力与运动分析，核心是分阶段分析合力的变化，结合牛顿运动定律判断速度的变化。解题的关键是抓住“弹力随压缩量增大而增大”这一规律，明确合力为零的临界点，避免错误认为速度或合力一直单调变化。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题，我们需要分阶段分析小球接触弹簧到压缩至最短过程中的受力、合力变化，再结合合力与加速度、速度的关系判断运动状态：
1. 首先明确弹簧弹力的变化规律：弹簧的压缩量随小球下落逐渐增大，根据胡克定律，弹力会逐渐增大。
2. 分析合力的变化：
刚接触弹簧时，弹力小于重力，合力为重力减弹力，方向向下，随着弹力增大，合力逐渐减小；
当弹力等于重力时，合力为零；
继续压缩弹簧，弹力大于重力，合力为弹力减重力，方向向上，且随着弹力增大，合力逐渐增大。
3. 分析速度的变化：
合力向下时，加速度与速度同向，速度增大；
合力为零时速度最大；
合力向上时，加速度与速度反向，速度减小。
由此判断选项的正确性。
【解析】
在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中：
1. 弹力与合力的变化：
设小球重力为$G$，弹簧弹力为$F_{弹}$，根据胡克定律$F_{弹}=kx$（$x$为弹簧压缩量），随着弹簧压缩量$x$增大，$F_{弹}$逐渐增大。
当$F_{弹} ＜ G$时，合力$F = G - F_{弹}$，方向竖直向下，随着$F_{弹}$增大，$F$逐渐减小；
当$F_{弹} = G$时，合力$F = 0$；
当$F_{弹} ＞ G$时，合力$F = F_{弹} - G$，方向竖直向上，随着$F_{弹}$增大，$F$逐渐增大。
因此合力$F$先变小后变大，选项C正确，A错误。
2. 速度的变化：
当合力方向向下时，加速度与速度方向相同，小球做加速运动，速度$v$增大；
当合力为0时，小球速度达到最大值；
当合力方向向上时，加速度与速度方向相反，小球做减速运动，速度$v$减小。
因此速度$v$先变大后变小，选项B、D错误。
【答案】
C
【知识点】
胡克定律；合力与运动状态；牛顿第二定律
【点评】
本题考查弹簧作用下的受力与运动分析，核心是分阶段分析合力的变化，结合牛顿运动定律判断速度的变化。解题的关键是抓住“弹力随压缩量增大而增大”这一规律，明确合力为零的临界点，避免错误认为速度或合力一直单调变化。
【难度系数】
0.6
10. 如图甲所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力$F$。拉力$F$的大小与时间$t$的关系和物体的运动速度$v$与时间$t$的关系分别如图乙和丙所示。由图像可知：在$t=1\ \mathrm{s}$时，物体受到的摩擦力属于（选填“滑动”“滚动”或“静”）摩擦；在$t=5\ \mathrm{s}$时，物体处于（填一种运动状态）；在$t=3\ \mathrm{s}$时，物体受到的合力为$\mathrm{N}$；第0～6 s，物体共有$\mathrm{s}$处于平衡状态。
答案
静
匀速直线运动
2
4
解析
【分析】
我们可以结合拉力$F-t$图像和速度$v-t$图像逐步分析每个问题：
1. 判断$t=1\ \mathrm{s}$时的摩擦类型：观察图丙，$t=1\ \mathrm{s}$时物体速度为0，处于静止状态，物体与地面间有相对运动趋势，因此受到静摩擦；
2. 判断$t=5\ \mathrm{s}$时的运动状态：图丙显示$t=4∼6\ \mathrm{s}$时物体速度恒定，所以$t=5\ \mathrm{s}$时物体做匀速直线运动；
3. 计算$t=3\ \mathrm{s}$时的合力：先从图乙和丙可知，$t=4∼6\ \mathrm{s}$时拉力$F=2\ \mathrm{N}$，物体匀速，滑动摩擦力$f=F=2\ \mathrm{N}$；$t=3\ \mathrm{s}$时拉力$F'=4\ \mathrm{N}$，物体加速，滑动摩擦力大小不变，合力为拉力与摩擦力的差值；
4. 计算平衡状态总时间：平衡状态包括静止和匀速直线运动，$0∼2\ \mathrm{s}$物体静止，$4∼6\ \mathrm{s}$物体匀速，将两段时间相加即可。
【解析】
1. 由图丙可知，$t=1\ \mathrm{s}$时物体速度为0，处于静止状态，物体与地面间有相对运动趋势，因此受到的摩擦力属于静摩擦；
2. 由图丙可知，$t=4∼6\ \mathrm{s}$时物体速度保持不变，所以$t=5\ \mathrm{s}$时物体处于匀速直线运动状态；
3. 由图乙和丙可知，$t=4∼6\ \mathrm{s}$时，拉力$F=2\ \mathrm{N}$，物体做匀速直线运动，此时摩擦力与拉力平衡，即滑动摩擦力$f=F=2\ \mathrm{N}$；$t=3\ \mathrm{s}$时，拉力$F'=4\ \mathrm{N}$，物体做加速直线运动，滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，故$f$仍为$2\ \mathrm{N}$，此时合力$F_{\mathrm{合}}=F'-f=4\ \mathrm{N}-2\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$；
4. 平衡状态包括静止和匀速直线运动，$0∼2\ \mathrm{s}$物体静止，$4∼6\ \mathrm{s}$物体匀速直线运动，处于平衡状态的总时间为$2\ \mathrm{s}+2\ \mathrm{s}=4\ \mathrm{s}$。
【答案】
静；匀速直线运动；2；4
【知识点】
摩擦力分类；平衡状态；合力计算
【点评】
本题结合$F-t$和$v-t$图像综合考查摩擦力、运动状态、合力及平衡状态的相关知识，准确提取图像信息，理解滑动摩擦力的影响因素和平衡状态的判断是解题关键。
【难度系数】
0.6
我们可以结合拉力$F-t$图像和速度$v-t$图像逐步分析每个问题：
1. 判断$t=1\ \mathrm{s}$时的摩擦类型：观察图丙，$t=1\ \mathrm{s}$时物体速度为0，处于静止状态，物体与地面间有相对运动趋势，因此受到静摩擦；
2. 判断$t=5\ \mathrm{s}$时的运动状态：图丙显示$t=4∼6\ \mathrm{s}$时物体速度恒定，所以$t=5\ \mathrm{s}$时物体做匀速直线运动；
3. 计算$t=3\ \mathrm{s}$时的合力：先从图乙和丙可知，$t=4∼6\ \mathrm{s}$时拉力$F=2\ \mathrm{N}$，物体匀速，滑动摩擦力$f=F=2\ \mathrm{N}$；$t=3\ \mathrm{s}$时拉力$F'=4\ \mathrm{N}$，物体加速，滑动摩擦力大小不变，合力为拉力与摩擦力的差值；
4. 计算平衡状态总时间：平衡状态包括静止和匀速直线运动，$0∼2\ \mathrm{s}$物体静止，$4∼6\ \mathrm{s}$物体匀速，将两段时间相加即可。
【解析】
1. 由图丙可知，$t=1\ \mathrm{s}$时物体速度为0，处于静止状态，物体与地面间有相对运动趋势，因此受到的摩擦力属于静摩擦；
2. 由图丙可知，$t=4∼6\ \mathrm{s}$时物体速度保持不变，所以$t=5\ \mathrm{s}$时物体处于匀速直线运动状态；
3. 由图乙和丙可知，$t=4∼6\ \mathrm{s}$时，拉力$F=2\ \mathrm{N}$，物体做匀速直线运动，此时摩擦力与拉力平衡，即滑动摩擦力$f=F=2\ \mathrm{N}$；$t=3\ \mathrm{s}$时，拉力$F'=4\ \mathrm{N}$，物体做加速直线运动，滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，故$f$仍为$2\ \mathrm{N}$，此时合力$F_{\mathrm{合}}=F'-f=4\ \mathrm{N}-2\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}$；
4. 平衡状态包括静止和匀速直线运动，$0∼2\ \mathrm{s}$物体静止，$4∼6\ \mathrm{s}$物体匀速直线运动，处于平衡状态的总时间为$2\ \mathrm{s}+2\ \mathrm{s}=4\ \mathrm{s}$。
【答案】
静；匀速直线运动；2；4
【知识点】
摩擦力分类；平衡状态；合力计算
【点评】
本题结合$F-t$和$v-t$图像综合考查摩擦力、运动状态、合力及平衡状态的相关知识，准确提取图像信息，理解滑动摩擦力的影响因素和平衡状态的判断是解题关键。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示，$A$、$B$两物体叠放在水平桌面上，当右端挂重为$5\ \mathrm{N}$的物体$C$时，物体$A$、$B$恰好能一起向右做匀速直线运动，此时$A$、$B$间的摩擦力为$\mathrm{N}$；若对物体$B$施加一个水平向左的力使物体$A$、$B$一起向左做匀速直线运动，绳与滑轮间的摩擦忽略不计，该力的大小为$\mathrm{N}$。
答案
0
10
10
解析
【分析】
首先分析A的受力状态：当A、B一起向右匀速直线运动时，A处于平衡状态，水平方向不受其他外力作用，因此A、B之间不存在摩擦力。
接着分析向右匀速时B的受力：B受到向右的拉力（大小等于C的重力5N），由于B做匀速直线运动，根据二力平衡，桌面对B的滑动摩擦力大小等于拉力，为5N，方向向左。
当A、B一起向左匀速直线运动时，滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素不变，所以滑动摩擦力大小仍为5N，方向变为向右；同时B还受到向右的拉力5N，此时向左的力需要平衡这两个向右的力，大小为两力之和。
【解析】
1. 当A、B一起向右匀速直线运动时，A做匀速直线运动，水平方向无其他外力，根据二力平衡条件，A、B间的摩擦力为$\boldsymbol{0\ \mathrm{N}}$。
2. 当A、B一起向右匀速直线运动时，B受到向右的拉力$F_{\mathrm{拉}}=G_{C}=5\ \mathrm{N}$，因B匀速运动，桌面对B的滑动摩擦力$f=F_{\mathrm{拉}}=5\ \mathrm{N}$。
3. 当A、B一起向左匀速直线运动时，滑动摩擦力大小不变，仍为$5\ \mathrm{N}$，方向向右；B还受到向右的拉力$5\ \mathrm{N}$。根据二力平衡，向左的力大小为：
$F=F_{\mathrm{拉}}+f=5\ \mathrm{N}+5\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$
【答案】
0；10
【知识点】
二力平衡条件；滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题重点考查二力平衡条件的应用及滑动摩擦力的判断，解题关键是明确不同运动状态下物体的受力情况，牢记滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关。
【难度系数】
0.6
首先分析A的受力状态：当A、B一起向右匀速直线运动时，A处于平衡状态，水平方向不受其他外力作用，因此A、B之间不存在摩擦力。
接着分析向右匀速时B的受力：B受到向右的拉力（大小等于C的重力5N），由于B做匀速直线运动，根据二力平衡，桌面对B的滑动摩擦力大小等于拉力，为5N，方向向左。
当A、B一起向左匀速直线运动时，滑动摩擦力的大小由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素不变，所以滑动摩擦力大小仍为5N，方向变为向右；同时B还受到向右的拉力5N，此时向左的力需要平衡这两个向右的力，大小为两力之和。
【解析】
1. 当A、B一起向右匀速直线运动时，A做匀速直线运动，水平方向无其他外力，根据二力平衡条件，A、B间的摩擦力为$\boldsymbol{0\ \mathrm{N}}$。
2. 当A、B一起向右匀速直线运动时，B受到向右的拉力$F_{\mathrm{拉}}=G_{C}=5\ \mathrm{N}$，因B匀速运动，桌面对B的滑动摩擦力$f=F_{\mathrm{拉}}=5\ \mathrm{N}$。
3. 当A、B一起向左匀速直线运动时，滑动摩擦力大小不变，仍为$5\ \mathrm{N}$，方向向右；B还受到向右的拉力$5\ \mathrm{N}$。根据二力平衡，向左的力大小为：
$F=F_{\mathrm{拉}}+f=5\ \mathrm{N}+5\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$
【答案】
0；10
【知识点】
二力平衡条件；滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题重点考查二力平衡条件的应用及滑动摩擦力的判断，解题关键是明确不同运动状态下物体的受力情况，牢记滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关。
【难度系数】
0.6
