2. 某市内环高架桥如图所示，高架桥的通车使人们能够进行立体交通，为人们的出行体验提供了便利。关于汽车爬坡过程，下列说法正确的是()


A.汽车爬坡的时候减速行驶，此时汽车处于平衡状态
B.汽车在匀速行驶上坡时，所受的重力和支持力是一对相互作用力
C.汽车匀速爬坡向上行驶时，此时汽车处于平衡状态
D.爬坡的时候，匀速行驶的汽车对桥面的压力方向是竖直向下的

2. C

【解析】
A. 汽车爬坡时减速行驶，速度发生变化，运动状态改变，不处于平衡状态，A错误；
B. 相互作用力是两个物体间的相互作用，汽车的重力是地球施加的，支持力是桥面施加的，二力都作用在汽车上，且方向不相反、不在同一直线，不是相互作用力，B错误；
C. 汽车匀速爬坡向上行驶时，速度大小和方向均不变，运动状态不变，处于平衡状态，C正确；
D. 压力的方向垂直于接触面指向被压物体，桥面是倾斜的，所以汽车对桥面的压力方向垂直桥面斜向下，不是竖直向下，D错误。
【答案】
C
【知识点】
平衡状态判断、相互作用力辨析、压力的方向
【点评】
本题结合实际交通场景考查力学基础概念，需准确理解平衡状态、相互作用力、压力方向的相关知识，注重对概念的辨析与实际应用。
【难度系数】
0.7

3. 为确保桥梁道路安全，交通管理部门对通过大桥的车辆载重进行限制。某大桥的桥头有如图所示的标志牌，则通过大桥的汽车的总重不能超过N。(g取10N/kg)

3. $ 4.6×10^{5} $

$4.6×10^{5}$

4. 新世纪大桥是构建赣州特大城市交通大动脉赣南大道上的重点和亮点工程，被誉为新世纪之门，大桥总长1.2km，设计通行速度为60km/h。若一辆小汽车正以该速度匀速直线行驶，假设车的总质量为1.5t，汽车一个轮子与地面接触面积为25cm²，忽略车身长度，g取10N/kg。求：
(1)小汽车在该桥行驶的时间；
(2)小汽车对大桥的压力大小；
(3)若这辆小汽车所受阻力是其车重的0.1倍，小汽车匀速行驶时受到的牵引力。

4. (1) 根据 $ v = \frac{s}{t} $ 可得,小汽车行驶这段路程所用的时间:
$ t = \frac{s}{v} = \frac{1.2\mathrm{km}}{60\mathrm{km/h}} = 0.02\mathrm{h} = 1.2\mathrm{min} $
(2) 小汽车总重力:
$ G = mg = 1.5×10^{3}\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg} = 1.5×10^{4}\mathrm{N} $
因为汽车匀速直线运动,小汽车对大桥的压力:
$ F = G = 1.5×10^{4}\mathrm{N} $
(3) 小汽车所受阻力:
$ f = 0.1G = 0.1×1.5×10^{4}\mathrm{N} = 1.5×10^{3}\mathrm{N} $
又因为汽车做匀速直线运动,所以小汽车匀速行驶时受到的牵引力。
$ F = f = 1.5×10^{3}\mathrm{N} $

【解析】
(1) 已知大桥总长$s=1.2\mathrm{km}$，小汽车行驶速度$v=60\mathrm{km/h}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$变形可得行驶时间：
$t=\frac{s}{v}=\frac{1.2\mathrm{km}}{60\mathrm{km/h}}=0.02\mathrm{h}=1.2\mathrm{min}$
(2) 小汽车的总质量$m=1.5\mathrm{t}=1.5×10^3\mathrm{kg}$，根据重力公式$G=mg$，可得总重力：
$G=mg=1.5×10^3\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=1.5×10^4\mathrm{N}$
小汽车在水平大桥上行驶时，对大桥的压力等于自身重力，即$F=G=1.5×10^4\mathrm{N}$
(3) 由题意可知阻力$f=0.1G$，代入数据得：
$f=0.1×1.5×10^4\mathrm{N}=1.5×10^3\mathrm{N}$
因为小汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件，牵引力$F_{牵}=f=1.5×10^3\mathrm{N}$
【答案】
(1) 0.02h（或1.2min）；
(2) $1.5×10^4\mathrm{N}$；
(3) $1.5×10^3\mathrm{N}$
【知识点】
速度公式的应用、重力的计算、二力平衡条件的应用
【点评】
本题是运动学与力学的综合基础题，主要考查速度公式、重力公式及二力平衡条件的直接应用，贴近生活实际，注重基础知识与基本公式的考查，难度适中，便于学生理解掌握。
【难度系数】
0.8

1. 如图所示是某学生制作的桥梁模型。该模型静止放置在水平桌面上，它所受重力为G，它对桌面的压力为F₁，桌面对它的支持力为F₂，则()


A.F₂与G是一对相互作用力
B.F₁与F₂是一对相互作用力
C.F₁与F₂是一对平衡力
D.F₁与G是一对平衡力

1. B

【解析】
要区分平衡力与相互作用力，需明确：平衡力是作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力；相互作用力是作用在两个不同物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力。
A选项：F₂（桌面对模型的支持力）与G（模型的重力）均作用在模型上，是一对平衡力，并非相互作用力，故A错误。
B选项：F₁（模型对桌面的压力）作用在桌面上，F₂（桌面对模型的支持力）作用在模型上，两个力是一对相互作用力，故B正确。
C选项：F₁与F₂作用在不同物体上，不满足平衡力“作用在同一物体”的条件，不是平衡力，故C错误。
D选项：F₁作用在桌面上，G作用在模型上，不是作用在同一物体上的力，不是平衡力，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
平衡力的判断、相互作用力的判断
【点评】
本题重点考查平衡力与相互作用力的区分，核心判断依据是两个力的受力物体是否相同，这是力学中的易混知识点，需准确掌握二者的本质差异。
【难度系数】
0.7

2. 港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的特大型桥梁隧道结合工程，有世界最大的外海深埋沉管隧道。根据以上信息，下列说法正确的是()

A.海水水位上升时，海底桥墩的重力减少
B.桥墩静止在水中没有惯性
C.斜拉索对桥面的拉力是弹力
D.大桥对海底的压力和海底对大桥的支持力是一对平衡力

2. C

【解析】
A选项：重力大小由物体质量和g决定，桥墩质量不变、g不变，故重力不变，海水水位上升不影响桥墩重力，A错误；
B选项：一切物体在任何状态下都具有惯性，桥墩静止在水中也有惯性，B错误；
C选项：斜拉索对桥面的拉力是因斜拉索发生弹性形变产生的，属于弹力，C正确；
D选项：大桥对海底的压力作用在海底，海底对大桥的支持力作用在大桥上，二力作用在不同物体上，是相互作用力而非平衡力，D错误。
【答案】
C
【知识点】
惯性的概念、弹力的判断、平衡力与相互作用力的区分
【点评】
本题考查力学基础概念，涵盖重力、惯性、弹力及相互作用力与平衡力的辨析，需学生精准掌握相关物理概念，厘清易混淆知识点。
【难度系数】
0.8

3. 悬索桥(图甲)是建桥工程上的壮观景色，它的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，小明观察了悬索桥后，想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系，于是他进行了下面的探究。
【查阅资料】
悬索桥，亦称吊桥，是一种独特的桥梁结构，其显著特征是桥身依靠两条或多条主缆悬吊于空中。这些主缆通常固定在两岸的索塔上，并通过一系列吊杆将桥面吊起。在悬索桥的设计中，吊杆扮演着将桥面的垂直负载转移到主缆的关键角色，而加劲梁则承担着抵抗风载和其他横向力的任务。索塔作为悬索桥的关键支撑结构，主要在受压状态下工作。
为了减少因负载引起的桥面挠曲和振动，悬索桥通常在桥面与吊杆之间设置加劲梁，与主缆共同构成一个复合体系，以增强桥梁的整体稳定性和安全性。悬索桥的设计过程复杂，需要综合考虑主缆的几何设计、材料选择以及如何有效地分散力量和承担重量，以确保桥梁具有安全可靠的承载能力。

【设计方案】
如图乙所示，用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋，依据拉力与弹簧的伸长量成正比，当每次把橡皮筋拉到相同位置时，可以认为这两个拉力产生的作用效果相同。
【项目实施】
(1)按照设计方案，小明用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验，将实验结果记录如下表：(拉力F是拉橡皮筋到达预定位置的力)

① 分析上表可知，两个拉力F₁与F₂产生的作用效果与互成的角度有关，即当作用效果相同时，互成的角度越大，两个拉力(填“越大”或“越小”)；
② 在上表中，当两个拉力互成角度为0°时，拉力F₁与F₂之和与拉力F的大小，当两个拉力相等且互成180°时，此时F₁与F₂是一对力，橡皮筋保持静止状态。
(2)以上实验中一个力F和F₁、F₂两个力产生的作用效果相同，物理中把F叫作F₁、F₂的合力，F₁、F₂叫作F的分力。有人说合力一定比任意一个分力大，根据上表数据你判断这种说法是的，请根据表格中的具体数据，举例说明：；
(3)根据实验结果，请你提出在家正确的安装晾衣架承重钢丝(图丙)的建议：。

3. (1) ① 越大 ② 相等 ③ 平衡
(2) 错误 当角度为 $ 120^{\circ} $ 时,分力的大小与合力的大小是相同的,故合力一定比任意一个分力大是错误的。
(3) 考虑到两条钢丝的承拉能力,夹角不宜过大

【解析】
(1)①分析实验数据可知，当作用效果相同时，两个拉力互成的角度越大，两个拉力越大；
②当两个拉力互成角度为0°时，拉力F₁与F₂之和等于拉力F的大小，即二者相等；当两个拉力相等且互成180°时，二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上，是一对平衡力；
(2)由表格数据可知，当角度为120°时，分力大小与合力大小相同，所以“合力一定比任意一个分力大”的说法是错误的；
(3)由于两个拉力的夹角越大，拉力越大，为避免钢丝因拉力过大断裂，安装晾衣架承重钢丝时，夹角不宜过大。
【答案】
(1) ① 越大 ② 相等；平衡
(2) 错误；当角度为120°时，分力的大小与合力的大小是相同的，故合力一定比任意一个分力大是错误的
(3) 考虑到两条钢丝的承拉能力，夹角不宜过大
【知识点】
合力与分力；二力平衡；力的合成
【点评】
本题通过模拟悬索桥的实验探究合力与分力的关系，考查了对力的合成、二力平衡条件的理解，同时将物理知识应用到生活实际中，体现了物理与生活的联系。
【难度系数】
0.6