9 新素养 科学思维 如图，将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c连接，在水平面上按照“互”字形静置，上方木模呈现悬浮效果，这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。下列说法中正确的是（）

A.a点受到的拉力等于mg
B.b的拉力大于a的拉力
C.改变细线方向有可能改变上方木模状态
D.改变木模放置方式会使地面受到的压力改变

9.C

【分析】
要解决本题，需结合受力平衡原理，运用整体法和隔离法分析两个木模的受力情况：先对整体分析判断地面压力，再对单个木模隔离分析各细线拉力的作用，逐一判断选项。
【解析】
选项A：上方木模重力为$ mg $，它受到$ a、b、c $三根细线的拉力共同作用，根据受力平衡，$ a $点拉力不等于$ mg $，A错误；
选项B：对下方木模分析，$ a $的拉力需要平衡下方木模的重力及$ b $对它的作用力，因此$ a $的拉力大于$ b $的拉力，B错误；
选项C：细线的拉力方向会改变木模的受力平衡，改变细线方向会改变各拉力的作用效果，可能破坏原有平衡，从而改变上方木模的状态，C正确；
选项D：两个木模总重力为$ 2mg $，地面受到的压力等于总重力，改变木模放置方式，总重力不变，地面压力不变，D错误。
【答案】
C
【知识点】
受力平衡、整体法与隔离法
【点评】
本题结合“张拉整体”结构考查受力平衡的应用，要求学生灵活运用整体法和隔离法分析受力，理解力的作用对结构状态的影响，注重科学思维的考查。
【难度系数】
0.5

10 如图所示为同一物体A所处的不同状态。图甲中物体A处于单摆的最高点位置，此时速度为零，B点在物体A的正下方。图乙中物体A处于竖直上抛的最高点位置，此时速度为零。图丙、丁中物体A均保持静止状态。在这四种状态中，物体A受到平衡力的是。图甲中，物体A处于如图位置时，绳子突然断裂，物体A将落在（填“B点”“B点左侧”或“B点右侧”）。

10.丙、丁 B点
【解析】图甲中,物体A处于单摆的最高点位置,此时速度为零,物体A受到的重力和绳子对它的拉力不在同一直线,不是平衡力;图乙中,物体A处于竖直上抛的最高点位置,此时速度为零,物体A只受到重力作用,不是平衡力;图丙中,物体A保持静止状态,受到重力和支持力,符合二力平衡条件,是平衡力;图丁中,物体A保持静止状态,受到的重力和两个支持力的合力相平衡,是平衡力。图甲中,物体A到达最高点时速度为0,这时绳子突然断裂,物体A在重力作用下,竖直下落,将会落在B点。

【分析】要判断物体是否受平衡力，需依据二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。先分析四个图中物体A的受力情况：图甲中，单摆最高点的A受重力和拉力，两力不在同一直线，不满足平衡力条件；图乙中，竖直上抛最高点的A只受重力，不满足；图丙中，静止的A受重力和水平面的支持力，满足二力平衡；图丁中，静止的A受重力、挡板和斜面的支持力，合力平衡，满足平衡力条件。对于甲图断绳后的落点，此时A速度为0，只受竖直向下的重力，会竖直下落，落在B点。
【解析】1. 判断平衡力：
图甲：A在单摆最高点，速度为0，受重力和绳子拉力，两力不在同一直线，不是平衡力；
图乙：A在竖直上抛最高点，只受重力，不是平衡力；
图丙：A静止，受重力和水平面的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在同一直线，是平衡力；
图丁：A静止，受重力、挡板的支持力和斜面的支持力，三个力的合力为0，满足平衡力要求，是平衡力。
2. 甲图断绳后的落点：绳子断裂时，A速度为0，仅受竖直向下的重力，因此沿竖直方向下落，落在正下方的B点。
【答案】丙、丁；B点
【知识点】平衡力的判断、二力平衡条件、重力的方向
【点评】本题结合不同运动状态的物体，考查平衡力的判断和重力方向的应用，需准确分析物体受力，掌握二力平衡条件，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.5

11 放在水平地面上的物体受到水平向右的推力$F$的作用，$F$的大小与时间$t$的关系和物体运动速度$v$与时间$t$的关系分别如图甲和乙所示。由图像可知：

(1) 当$t=1\ \mathrm{s}$时，物体处于（填“加速”“减速”或“匀速”）运动状态。
(2) 当$t=3\ \mathrm{s}$时，物体受到的阻力为N，阻力的方向。
(3) 当$t=5\ \mathrm{s}$时，物体受到的推力和阻力是否为平衡力？。

11. (1) 加速 (2) 2 水平向左 (3) 不是

【分析】
结合F-t图像和v-t图像分析物体的运动状态与受力关系：v-t图像中，0~2s速度增大，物体加速；2~4s速度不变，物体匀速；4~8s速度减小，物体减速。滑动摩擦力大小仅由压力和接触面粗糙程度决定，匀速时推力与滑动摩擦力平衡，据此分析各时刻的运动和受力。
【解析】
(1) 由v-t图像可知，0~2s内物体速度随时间增大，做加速运动，因此t=1s时，物体处于加速运动状态。
(2) 由v-t图像，2~4s内物体做匀速直线运动，受力平衡，推力等于滑动摩擦力。结合F-t图像，2~4s内推力F=2N，故滑动阻力f=F=2N；物体向右运动，阻力方向与运动方向相反，即水平向左，因此t=3s时，阻力为2N，方向水平向左。
(3) 由v-t图像，4~8s内物体做减速运动，受力不平衡。由F-t图像，t=5s时推力F'=1N；滑动摩擦力大小与运动状态无关，仍为2N，推力1N≠2N，因此推力和阻力不是平衡力。
【答案】
(1) 加速 (2) 2；水平向左 (3) 不是
【知识点】
v-t图像、二力平衡、滑动摩擦力
【点评】
本题结合两个图像分析运动与受力，核心是明确匀速时推力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力与运动状态无关，需准确对应图像时间段。
【难度系数】
0.5

12 在探究“二力平衡条件”的实验中：
（1）甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，原因是。

（2）该实验中要探究的是两个力平衡要具备的条件。这两个力平衡的标志现象是。
（3）在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整来改变$F_1$和$F_2$的大小。
（4）保持$F_1$与$F_2$相等，用手将小车扭转到图丙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤是为了探究二力平衡时，两个力必须满足哪个条件？。
（5）最终得出的结论是。

12. (1) 乙组选择的小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计
(2) 小车保持静止
(3) 砝码质量
(4) 作用在同一条直线上
(5) 作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反并且在同一直线上，这两个力才平衡

【分析】
本题是探究二力平衡条件的实验题，需结合实验装置差异、实验现象分析各问题：
（1）对比甲（木块）和乙（小车）的器材，木块与桌面间是滑动摩擦，小车与桌面间是滚动摩擦，滚动摩擦力更小，对实验中两个力的干扰更小，因此乙器材更合理；
（2）二力平衡时物体运动状态不变，实验中通过观察小车是否静止判断二力是否平衡；
（3）实验中拉力由砝码重力提供，调整砝码质量可改变拉力大小；
（4）扭转小车后两个力不在同一直线，松手后小车不平衡，以此探究二力是否需共线；
（5）综合实验步骤总结二力平衡的条件。
【解析】
（1）甲装置中木块与桌面间为滑动摩擦力，乙装置中小车与桌面间为滚动摩擦力，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，乙装置中摩擦力对实验的干扰更小，因此乙组器材更合理；
（2）当两个力平衡时，物体的运动状态保持不变，实验中以小车保持静止作为两个力平衡的标志；
（3）实验中水平方向的拉力等于砝码的重力，因此通过调整砝码的质量来改变$F_1$和$F_2$的大小；
（4）将小车扭转到图丙位置，两个力未作用在同一条直线上，松手后小车无法平衡，该步骤是为了探究二力平衡时，两个力必须满足作用在同一条直线上的条件；
（5）综合实验探究，得出二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，这两个力才平衡。
【答案】
(1) 乙组选择的小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计
(2) 小车保持静止
(3) 砝码质量
(4) 作用在同一条直线上
(5) 作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反并且在同一直线上，这两个力才平衡
【知识点】
二力平衡条件，摩擦力，力的大小
【点评】
本题为探究二力平衡条件的经典实验题，通过对比不同实验装置的优缺点，结合控制变量法探究二力平衡的各个条件，考查学生对实验设计的理解和二力平衡核心知识点的掌握，是力学部分的重点基础题型。
【难度系数】
0.6