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【分析】
要探究水平方向同一直线上二力合成的规律，需运用等效替代法：让两个分力对橡皮筋的作用效果（使橡皮筋伸长到同一位置）与一个合力的作用效果相同，通过对比分力和合力的大小、方向来总结合成规律。具体思考：
1. 确定实验核心：橡皮筋伸长到同一位置，说明力的作用效果相同，此时的单个力即为两个分力的合力；
2. 规划实验步骤：先测试同方向二力拉橡皮筋到目标位置，再测试反方向二力拉到同一位置，最后用单个力拉到该位置，记录每次力的大小和方向；
3. 设计实验记录表：需涵盖分力的大小、方向，合力的大小、方向，以及橡皮筋的形变位置，便于对比分析分力与合力的关系。
【解析】
一、实验设计方案
1. 实验器材：橡皮筋、定滑轮2个、细线、钩码、刻度尺、木板、白纸。
2. 实验步骤：
(1) 将橡皮筋一端固定在木板的A点，标记橡皮筋原长位置为E，把白纸铺在木板上用于记录位置；
(2) 同方向二力作用：如图(a)，用两根细线系住橡皮筋另一端，分别绕过水平放置的定滑轮，下端悬挂钩码，使同方向的力F₁、F₂拉橡皮筋伸长到E'点，记录F₁、F₂的大小（通过钩码总重力计算）和方向，以及橡皮筋的位置AE'；
(3) 反方向二力作用：如图(b)，调整滑轮位置，使两个方向相反的力F₁、F₂拉橡皮筋仍伸长到E'点，记录此时F₁、F₂的大小和方向；
(4) 等效替代求合力：如图(c)，撤去F₁、F₂，用一根细线系住橡皮筋，绕过定滑轮悬挂钩码，使单个力F拉橡皮筋伸长到E'点，记录F的大小和方向；
(5) 更换不同数量的钩码，重复上述步骤，进行多次实验以寻找普遍规律。
二、实验记录表
| 实验次数 | 分力F₁ | 分力F₂ | 合力F | 橡皮筋形变位置 |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 |
| 1 | | | | | | | |
| 2 | | | | | | | |
| 3 | | | | | | | |
【答案】
实验设计：
1. 选用橡皮筋、定滑轮、细线、钩码、刻度尺等器材搭建实验装置；
2. 让同方向的力F₁、F₂拉橡皮筋至AE'，记录F₁、F₂的大小和方向；
3. 让反方向的力F₁、F₂拉橡皮筋至AE'，记录F₁、F₂的大小和方向；
4. 用单个力F拉橡皮筋至AE'，记录F的大小和方向；重复多次实验。
实验记录表如下：
| 实验次数 | 分力F₁ | 分力F₂ | 合力F | 橡皮筋形变位置 |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 |
| 1 | | | | | | | |
| 2 | | | | | | | |
| 3 | | | | | | | |
【知识点】
1. 同一直线上二力合成
2. 等效替代法
3. 力的作用效果
【点评】
本实验通过控制橡皮筋伸长到同一位置，保证分力与合力的作用效果等效，能准确探究同一直线上二力合成的规律；多次实验可避免实验偶然性，使结论更具普遍性，实验器材易获取，操作流程清晰，能直观展现二力合成的特点。
【难度系数】
0.6

【分析】
要探究水平方向同一直线上二力合成的规律，需运用等效替代法：让两个分力对橡皮筋的作用效果（使橡皮筋伸长到同一位置）与一个合力的作用效果相同，通过对比分力和合力的大小、方向来总结合成规律。具体思考：
1. 确定实验核心：橡皮筋伸长到同一位置，说明力的作用效果相同，此时的单个力即为两个分力的合力；
2. 规划实验步骤：先测试同方向二力拉橡皮筋到目标位置，再测试反方向二力拉到同一位置，最后用单个力拉到该位置，记录每次力的大小和方向；
3. 设计实验记录表：需涵盖分力的大小、方向，合力的大小、方向，以及橡皮筋的形变位置，便于对比分析分力与合力的关系。
【解析】
一、实验设计方案
1. 实验器材：橡皮筋、定滑轮2个、细线、钩码、刻度尺、木板、白纸。
2. 实验步骤：
(1) 将橡皮筋一端固定在木板的A点，标记橡皮筋原长位置为E，把白纸铺在木板上用于记录位置；
(2) 同方向二力作用：如图(a)，用两根细线系住橡皮筋另一端，分别绕过水平放置的定滑轮，下端悬挂钩码，使同方向的力F₁、F₂拉橡皮筋伸长到E'点，记录F₁、F₂的大小（通过钩码总重力计算）和方向，以及橡皮筋的位置AE'；
(3) 反方向二力作用：如图(b)，调整滑轮位置，使两个方向相反的力F₁、F₂拉橡皮筋仍伸长到E'点，记录此时F₁、F₂的大小和方向；
(4) 等效替代求合力：如图(c)，撤去F₁、F₂，用一根细线系住橡皮筋，绕过定滑轮悬挂钩码，使单个力F拉橡皮筋伸长到E'点，记录F的大小和方向；
(5) 更换不同数量的钩码，重复上述步骤，进行多次实验以寻找普遍规律。
二、实验记录表
| 实验次数 | 分力F₁ | 分力F₂ | 合力F | 橡皮筋形变位置 |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 |
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| 3 | | | | | | | |
【答案】
实验设计：
1. 选用橡皮筋、定滑轮、细线、钩码、刻度尺等器材搭建实验装置；
2. 让同方向的力F₁、F₂拉橡皮筋至AE'，记录F₁、F₂的大小和方向；
3. 让反方向的力F₁、F₂拉橡皮筋至AE'，记录F₁、F₂的大小和方向；
4. 用单个力F拉橡皮筋至AE'，记录F的大小和方向；重复多次实验。
实验记录表如下：
| 实验次数 | 分力F₁ | 分力F₂ | 合力F | 橡皮筋形变位置 |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 | 大小/N | 方向 |
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【知识点】
1. 同一直线上二力合成
2. 等效替代法
3. 力的作用效果
【点评】
本实验通过控制橡皮筋伸长到同一位置，保证分力与合力的作用效果等效，能准确探究同一直线上二力合成的规律；多次实验可避免实验偶然性，使结论更具普遍性，实验器材易获取，操作流程清晰，能直观展现二力合成的特点。
【难度系数】
0.6

【分析】
1. 当木块做匀速直线运动时，水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，二力大小相等，所以摩擦力等于拉力10N；
2. 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，当拉力增大到20N时，木块对水平面的压力和接触面粗糙程度均未改变，因此摩擦力大小不变，仍为10N；
3. 撤去拉力后木块继续向右运动，是因为木块具有保持原来运动状态的性质，即惯性；
4. 木块最终停下，其运动状态由运动变为静止，说明力是改变物体运动状态的原因。
【解析】
1. 木块沿粗糙水平面做匀速直线运动时，水平方向受力平衡，拉力与滑动摩擦力大小相等，故摩擦力$ f = F = 10\,\mathrm{N} $；
2. 滑动摩擦力的大小取决于压力大小和接触面粗糙程度，当拉力增大到20N时，压力和接触面粗糙程度均不变，所以摩擦力仍为10N；
3. 撤去拉力后，木块由于具有惯性，要保持原来的向右运动状态，因此继续向右运动；
4. 最终木块停下，其运动状态发生改变，这说明力是物体运动状态改变的原因。
【答案】
10；10；惯性；运动状态
【知识点】
二力平衡的应用、滑动摩擦力的影响因素、惯性与力的作用效果
【点评】
本题是力学基础综合题，涵盖了二力平衡、滑动摩擦力、惯性及力的作用效果等核心知识点，侧重对物理基本规律和概念的理解与应用，题目难度适中，有助于巩固力学基础知识。
【难度系数】
0.8