10. “人体旗帜”动作需要运动者完成如图7－7甲所示的动作，用手抓着垂直于地面的杆，使身体与地面保持平行。我们把这个动作简化成如图7－7乙所示的模型，假设人体的重心在O点，人体重力为G，OD长度为$L_1$，AB的长度为$L_2$，两手与杆的夹角均为$45°$。为了研究方便，我们假定杆子对手施加的力是沿着手臂的方向。

（1）杆子对该运动员右手（甲图中上方手臂）作用力的方向为沿着手臂（选填“斜向上”或“斜向下”）；
（2）图乙中的杠杆若以A为支点，人的重力为阻力，画出阻力臂。

10.(1) 斜向上 (2) 如图所示

【分析】
要解决这道题，首先分析第一问：人体旗帜动作需保持身体水平平衡，右手在A点，手臂与杆夹角为45°，杆子对手臂的力需提供向上的分力来平衡人体重力，据此判断力的方向；第二问以A为支点，阻力是重力G，阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离，需明确阻力的作用点和方向，再作垂线即可。
【解析】
（1）运动员做“人体旗帜”动作时，身体处于水平平衡状态，右手（A点处）的手臂与杆夹角为45°，杆子对右手的作用力需要提供向上的分力来平衡人体重力，因此作用力方向为沿着手臂斜向上。
（2）以A为支点，阻力是人体重力G，作用点在O点，方向竖直向下；阻力臂是支点A到阻力作用线（竖直向下的直线）的垂直距离，过A点作竖直向下的重力作用线的垂线，该垂线段即为阻力臂，如图所示（对应参考答案的示意图）。
【答案】
10.(1) 斜向上 (2) 如图所示
【知识点】
受力分析、阻力臂画法、杠杆
【点评】
本题结合实际运动场景，考查受力方向判断和杠杆阻力臂的画法，将物理知识与实际应用结合，需要学生理解平衡状态的受力特点和杠杆基本概念，难度适中。
【难度系数】
0.5

11. 高空坠物现象被称为“悬在城市上空的痛”，既是一种不文明行为，又危及广大群众的“头顶安全”。根据我国《民法典》的规定，建筑物、构筑物或者其他设施及其搁置物、悬挂物发生脱落、坠落造成他人损害，所有人、管理人或者使用人不能证明自己没有过错的，应当承担侵权责任。小桂和小华想探究“高空坠物时，物体的重力势能与高度有什么关系”，做了如下模拟实验。
第一步，小桂让一个沾有水的篮球从3 m高处由静止释放，留在水泥地面上的形状如图7－8a所示。
第二步，再分别从6 m、9 m高处由静止分别释放，留在水泥地面上的形状如图7－8b、图7－8c所示。

根据实验过程，回答下列问题。
（1）该实验中，小桂是用来反映重力势能的大小；这种物理研究方法叫作。
（2）从能量角度看，篮球下落并在地面上留下印迹的过程中，篮球的重力势能先转化为能，再转化为能。对比三次实验可以得到的结论是：。
（3）细心的小华观察到，在做“从6 m、9 m高处由静止分别释放”的实验中，原先篮球中沾的水变少了，他觉得根据刚才收集的信息得出的结论有误。你支持小华的说法吗？（选填“支持”或“不支持”），理由是。
（4）在进行力学分析时，例如某一个力相对非常小，对物体的运动状态影响不大时，物理学中经常采用忽略次要因素，建立理想模型的方法来研究问题。为了使空气对球的摩擦力成为“次要因素”，本实验可以选用质量更（选填“大”或“小”）的小球进行实验。

11.(1) 篮球留在水泥地面上的形状（或篮球与地面接触面积的大小） 转化法
（2）动 弹性势 质量一定时，物体越高，重力势能越大
（3）不支持 沾水更少，球与地面的接触面积更大，说明重力势能更大
（4）大

【分析】
本题围绕探究重力势能与高度的关系实验展开，需结合实验现象、物理方法和能量转化规律分析各问题：
1. 第（1）题：重力势能是抽象物理量，无法直接观察，实验中通过篮球落地后在地面留下的形状（或接触面积）间接反映重力势能大小，这种转换不易观察物理量的方法是转换法。
2. 第（2）题：篮球下落时，高度降低、速度增大，重力势能转化为动能；接触地面后，篮球发生弹性形变，动能转化为弹性势能。实验中篮球质量不变，高度越高印迹越大，说明重力势能越大，据此推导结论。
3. 第（3）题：小华认为沾水变少影响结论，但实际印迹大小是重力势能的体现，即使沾水少，9m高处印迹仍更大，说明重力势能更大，故不支持小华的说法。
4. 第（4）题：要忽略空气摩擦力，小球质量越大，空气阻力相对于重力的占比越小，越易忽略，因此选质量大的小球。
【解析】
（1）实验中，将不易直接测量的重力势能大小，转换为直观的篮球留在水泥地面上的形状（或篮球与地面接触面积的大小）来体现，这种研究方法是转换法。
（2）篮球下落过程中，速度逐渐变大，高度逐渐降低，重力势能转化为动能；篮球接触地面后发生弹性形变，动能转化为弹性势能。三次实验中，篮球质量一定，高度越高，地面留下的印迹越大，说明重力势能越大，因此结论为：质量一定时，物体越高，重力势能越大。
（3）虽然6m、9m高处实验中篮球沾水变少，但地面印迹更大，说明重力势能更大，因此不支持小华的说法，理由是：沾水更少，球与地面的接触面积更大，说明重力势能更大。
（4）为使空气对球的摩擦力成为次要因素，当小球质量更大时，空气阻力相对于重力的影响更小，因此本实验应选用质量更大的小球。
【答案】
（1）篮球留在水泥地面上的形状（或篮球与地面接触面积的大小）；转化法
（2）动；弹性势；质量一定时，物体越高，重力势能越大
（3）不支持；沾水更少，球与地面的接触面积更大，说明重力势能更大
（4）大
【知识点】
重力势能、转换法、能量转化
【点评】
本题是探究重力势能影响因素的基础实验题，重点考查转换法的应用、能量转化规律及实验分析能力，需学生理解实验逻辑并结合现象推导结论，难度适中。
【难度系数】
0.6