11. 水平桌面上的不倒翁处于图示状态,画出此时它所受重力的示意图(点$O$为重心)。此不倒翁(填“能”或“不能”)静止在图示的位置,依据是。

11. 如图所示:

不能　不倒翁受到的重力和支持力不在同一直线上，受到的力不是平衡力

【分析】
解题时我们可以分两步思考：第一步完成重力示意图的绘制，重力的方向始终是竖直向下的，题目已经给出重心O的位置，只需要从O点出发沿竖直向下方向画出带箭头的线段，标注重力符号即可。第二步判断不倒翁能否静止：物体保持静止的前提是受力平衡，对图示状态的不倒翁受力分析，它只受竖直向下的重力和桌面竖直向上的支持力，对照二力平衡的四个条件，会发现这两个力没有作用在同一条直线上，不满足平衡要求，因此无法保持静止。
【解析】
1. 重力示意图绘制：从重心O点沿竖直向下的方向作一条带箭头的线段，在箭头旁标注符号G，即为不倒翁所受重力的示意图。
2. 静止状态判断：图示位置的不倒翁受到竖直向下的重力、桌面竖直向上的支持力，两个力作用在同一物体上、方向相反，但没有作用在同一条直线上，不满足二力平衡的条件，受力不平衡，因此不能静止在图示位置。
【答案】

不能；不倒翁受到的重力和支持力不在同一直线上，受到的力不是平衡力
【知识点】
重力示意图、二力平衡条件、平衡状态判断
【点评】
本题结合生活中常见的不倒翁场景命题，既考察了重力示意图的基础画法，又深化了对二力平衡条件的理解，不少同学会凭生活直觉误以为不倒翁可以在任意状态下静止，忽略了二力必须共线才能平衡的核心要求，解题时要从受力规律出发分析，不要被固有印象误导。
【难度系数】
0.6

12. 如图甲所示是小明探究二力平衡条件时的实验情景。

(1)小明将系于小卡片(不计自重)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向(填“相同”或“相反”),并通过调整钩码个数来改变拉力大小。
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转一个角度,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在的两个力才能平衡。
(3)为了验证只有作用在同一个物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明的下一步操作是(填字母序号)。
A. 左、右各加挂一个钩码
B. 把卡片剪成两半
C. 把卡片扭转一个角度
(4)小丽在做实验时,左、右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图乙所示,你认为小丽的装置(填“能”或“不能”)进行实验。

12. (1)相反
(2)同一直线上
(3)B
(4)能

【分析】
我们可以逐问梳理解题思路：
1. 第一问：小卡片两端的细线跨过定滑轮挂钩码，钩码的重力会对卡片施加拉力，两个拉力分别向卡片的左右两侧牵拉，方向自然相反，同时可以通过增减钩码的数量改变拉力的大小。
2. 第二问：将平衡的小卡片扭转一个角度后，作用在卡片上的两个拉力就不再处于同一条直线上，松手后卡片无法保持平衡，由此可以推导得出对应的平衡条件。
3. 第三问：要验证“作用在同一个物体上的两个力才能平衡”，就需要将原本的单个受力物体拆分为两个独立物体，让两个拉力分别作用在不同物体上，观察是否还能保持平衡，对应选择符合该逻辑的操作即可。
4. 第四问：滑轮不等高时，只要两端钩码质量相等，作用在小卡片上的两个拉力依然满足大小相等、方向相反、共线、同体的平衡要求，小卡片仍可保持静止，因此可以完成实验。
【解析】
(1) 小卡片两端的拉力分别由两侧钩码的重力提供，两个拉力的牵拉方向相反，通过调整钩码个数就可以改变拉力的大小。
(2) 扭转小卡片后，两个拉力不在同一直线上，松手后卡片无法平衡，说明只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。
(3) 要验证二力必须作用在同一物体上，需要将小卡片剪成两半，让两个拉力分别作用在两个半张卡片上，此时两个半张卡片无法保持平衡，即可验证结论，因此选B。
(4) 左右滑轮不在同一高度时，只要两侧钩码重力相等，小卡片受到的两个拉力依然满足二力平衡的全部条件，小卡片可以保持静止，因此该装置能进行实验。
【答案】
(1)相反
(2)同一直线上
(3)B
(4)能
【知识点】
二力平衡条件，定滑轮的作用
【点评】
本题是二力平衡探究实验的常规考题，覆盖了实验核心操作的设计逻辑，其中滑轮不等高的变式场景容易让学生产生误判，需要跳出“二力必须水平反向”的思维定式，从二力平衡的本质条件出发判断装置的可行性，能很好地考查学生对实验原理的理解程度。
【难度系数】
0.7

13. 阅读短文,回答问题。
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止状态和匀速下降状态,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,均等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然就减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。当人们乘坐电梯加速下降时,人对电梯地面的压力就小于人受到的重力。”小勇在老师的指导下到电梯内做失重实验,如图甲所示,他将一个体重秤放在电梯内的水平地面上,然后站在秤台上。在电梯向下运动的过程中,他记录了体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出的体重秤的示数随时间$t$的变化图像如图乙所示(已知小勇的实际质量为60 kg,$g$取10 N/kg)。小勇和同学们通过查阅资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数将变为零,这说明他对体重秤的压力为零。这种现象被称为完全失重现象。

(1)电梯静止时,小勇所受的重力是N。
(2)根据图乙分析,小勇在段时间内处于失重状态,此时秤台对小勇的支持力与小勇的重力(填“是”或“不是”)一对平衡力。
(3)物体处于完全失重状态是指物体 ()
A. 质量为零
B. 所受重力为零
C. 受到的支持力或拉力为零
(4)我国航天员王亚平利用小球在太空中做了两次实验。第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力。下列四个图分别表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是 ()

A. 甲、丙
B. 甲、丁
C. 乙、丙
D. 乙、丁

13. (1)600
(2)$0∼ t_{1}$ 不是
(3)C
(4)B

【分析】
这是一道结合科普新定义的力学信息类题目，解题思路可以按小问逐步梳理：
1. 第一问直接套用重力计算公式G=mg，代入已知的小勇实际质量和给定的g值即可算出重力。
2. 第二问先明确题干给出的失重定义：物体对支持物的压力小于自身实际重力，小勇实际质量为60kg，静止时体重秤正常示数为60kg，从图像中找到示数小于60kg的区间就是失重时段；再结合二力平衡“两个力大小必须相等”的条件，判断支持力和重力是否为平衡力。
3. 第三问结合完全失重的定义，同时明确质量是物体固有属性、地面附近物体重力不会凭空消失，排除错误选项得到答案。
4. 第四问结合完全失重的受力特点分析两次实验：第一次放手后小球不受额外力，会保持静止；第二次给小球垂直悬线的力后，小球会做圆周运动，匹配对应图像选出正确组合。
【解析】
(1) 已知小勇实际质量m=60kg，根据重力计算公式可得：$G=mg=60\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=600\mathrm{N}$。
(2) 小勇实际质量为60kg，静止时体重秤示数为60kg，失重状态下小勇对秤的压力小于自身重力，对应体重秤示数小于60kg，从图乙可知$0∼ t_1$时间段内体重秤示数小于60kg，因此该时段小勇处于失重状态；此时秤台对小勇的支持力小于小勇的重力，二力大小不相等，不满足二力平衡的条件，因此不是一对平衡力。
(3) A选项：质量是物体的固有属性，不会变为零，错误；B选项：完全失重状态下物体仍然受重力作用，重力不为零，错误；C选项：完全失重的定义就是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零，符合题意，故选C。
(4) 第一次实验：完全失重状态下，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受悬线拉力，也无其他额外作用力，根据牛顿第一定律，小球会保持静止在释放位置，对应图甲；第二次实验：放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，小球获得垂直于悬线的速度，会在悬线拉力作用下绕悬点做圆周运动，对应图丁，因此符合实际的是甲、丁，选B。
【答案】
(1)600
(2)$0∼ t_{1}$ 不是
(3)C
(4)B
【知识点】
重力计算，二力平衡，失重现象
【点评】
本题属于典型的信息给予题，既考查力学基础知识点，又考查学生提取题干新定义、结合已有知识分析陌生场景的能力，易错点是容易误以为失重状态下物体重力会消失，只要紧扣题干给出的失重定义，结合基础力学规律就能顺利完成解答。
【难度系数】
0.7