1.城市交通拥堵已经成为全球城市的一大顽疾。为了解决交通堵塞问题，科研人员设计了一种机动立交桥(如图所示)。当一辆汽车匀速通过这座桥的弧形部分时，汽车的受力情况是（）


A.只受到重力的作用
B.一直受平衡力的作用
C.一直不受平衡力的作用
D.有些时候受平衡力作用，有些时候不受平衡力作用

1. C

【分析】要判断汽车在弧形桥运动时是否受平衡力，需先明确汽车的运动状态。汽车匀速通过弧形部分时，做曲线运动，速度方向时刻变化，运动状态不断改变。根据力与运动的关系：物体运动状态不变时受平衡力，运动状态改变时受非平衡力，据此分析各选项。
【解析】汽车匀速通过弧形桥的弧形部分，运动轨迹为曲线，速度方向随位置持续改变，因此运动状态（速度是矢量，方向改变则运动状态改变）不断变化。根据力和运动的关系：运动状态改变的物体一定受非平衡力作用，所以汽车在整个弧形部分运动时，一直受非平衡力，即一直不受平衡力作用。对选项逐一分析：A选项，汽车受重力、桥板的支持力等，并非只受重力，错误；B选项，运动状态改变，不受平衡力，错误；C选项，符合分析，正确；D选项，整个弧形部分运动状态均改变，不存在受平衡力的阶段，错误。
【答案】C
【知识点】力与运动的关系、曲线运动
【点评】本题考查力与运动的关系，关键在于理解曲线运动的运动状态特点，易混淆点是认为“匀速”就一定受平衡力，需明确匀速直线运动才是运动状态不变，匀速曲线运动受力不平衡。
【难度系数】0.5

2. 如图所示的是我校创造节上小李同学制作的桥梁模型。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$F_1$，桌面对它的支持力为$F_2$，则（）


A.$F_2$与$G$是一对相互作用力
B.$F_1$与$F_2$是一对相互作用力
C.$F_1$与$F_2$是一对平衡力
D.$F_1$与$G$是一对平衡力

2. B

【分析】
要解决这道题，需先明确平衡力和相互作用力的核心区别：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在两个不同物体上。首先确定各力的受力物体：重力$G$的受力物体是桥梁模型，方向竖直向下；压力$F_1$的受力物体是桌面，方向竖直向下；支持力$F_2$的受力物体是桥梁模型，方向竖直向上。再逐一分析选项，判断力的作用对象是否符合对应力的条件。
【解析】
1. 明确各力的受力物体：
重力$G$：受力物体为桥梁模型，方向竖直向下；
压力$F_1$：受力物体为桌面，方向竖直向下；
支持力$F_2$：受力物体为桥梁模型，方向竖直向上。
2. 分析选项：
A选项：$F_2$（桌面给模型的支持力）和$G$（模型的重力）都作用在模型上，是一对平衡力，不是相互作用力，A错误；
B选项：$F_1$（模型对桌面的压力）作用在桌面，$F_2$（桌面对模型的支持力）作用在模型，两个力作用在不同物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对相互作用力，B正确；
C选项：$F_1$和$F_2$作用在不同物体上，不符合平衡力的条件，不是一对平衡力，C错误；
D选项：$F_1$作用在桌面，$G$作用在模型，作用在不同物体上，不符合平衡力的条件，不是一对平衡力，D错误。
【答案】
B
【知识点】
平衡力、相互作用力
【点评】
本题考查平衡力与相互作用力的区分，核心是明确两个力的作用物体，需牢记两者的关键差异：平衡力作用于同一物体，相互作用力作用于两个不同物体，属于基础概念题。
【难度系数】
0.5

3.在某校科技节中，八年级同学们进行了如图所示的“纸桥承重”比赛。

(1)纸桥放上重物后会被压弯，这是因为。
(2)小乐把20本相同的书叠放在纸桥上，纸桥没有被压垮。书受到的总重力与是一对平衡力。

3. (1) 力使物体发生了形变 (2) 纸桥对书的支持力

【分析】
第(1)问，纸桥被压弯是形状发生改变，对应力的作用效果中“力可以使物体发生形变”；第(2)问，判断平衡力需满足“作用在同一物体、大小相等、方向相反、作用在同一直线”的条件，结合书静止的平衡状态分析对应的平衡力。
【解析】
(1) 纸桥放上重物后，重物对纸桥施加压力，这个压力改变了纸桥的形状，使纸桥被压弯，说明力可以使物体发生形变。
(2) 书静止在纸桥上，处于平衡状态，受到竖直向下的总重力和纸桥对书竖直向上的支持力，这两个力作用在同一物体（书）上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合平衡力的条件，因此书受到的总重力与纸桥对书的支持力是一对平衡力。
【答案】
(1) 力使物体发生了形变；(2) 纸桥对书的支持力
【知识点】
力的作用效果、平衡力
【点评】
本题结合“纸桥承重”的实际场景，考查力的作用效果和平衡力的判断，属于力学基础知识点，侧重对基本概念的理解应用，难度较低。
【难度系数】
0.6

4.某跨铁路立交桥建造时,为了不影响南北方向上铁路的正常运行,主桥沿铁路线平行的方向上修建。重达 $2.48×10^{4}\ \mathrm{t}$ 的主桥面建成后,再在水平方向上逆时针转动81.67度,以实现与东西方向引桥的精准对接,此项工程创造了转体重量最大、球铰直径最大、桥身最长三项世界纪录。
(1)主桥面转动时需要减小摩擦,请提出一种减小摩擦的办法:。
(2)主桥面水平方向上逆时针转动过程中,它受的是(选填“平衡力”或“非平衡力”);要想主桥面受力平衡,必须满足大小相等,方向且作用在同一条直线上。
(3)此主桥面重力为 N。(g取10 N/kg)

4. (1) 减小接触面的粗糙程度(合理即可) (2) 非平衡力 相反 (3) $2.48×10^8$

【分析】
本题结合实际工程场景考查力学基础知识点，解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆减小摩擦的常见方法（减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面分离等），结合主桥面转动的需求，选择合适的方法即可；
2. 第(2)问：判断物体是否受平衡力，依据是运动状态是否改变（静止或匀速直线运动为平衡状态），主桥面转动时运动方向改变，运动状态变化，故受非平衡力；二力平衡的条件包含“方向相反”，据此填空；
3. 第(3)问：计算重力需先统一质量单位（吨换算为千克），再利用重力公式$G=mg$代入计算。
【解析】
(1) 减小摩擦的方法有多种，例如减小接触面的粗糙程度、在接触面加注润滑油、用滚动代替滑动等，本题中主桥面转动时，可采用减小接触面的粗糙程度的方法减小摩擦（合理即可）；
(2) 物体受平衡力时运动状态保持不变，主桥面转动过程中运动方向不断改变，运动状态发生变化，因此它受的是非平衡力；二力平衡的条件为：两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，故要使主桥面受力平衡，需满足两个力大小相等，方向相反且作用在同一条直线上；
(3) 先换算质量单位：$m=2.48×10^4\ \mathrm{t}=2.48×10^4×10^3\ \mathrm{kg}=2.48×10^7\ \mathrm{kg}$，根据重力公式$G=mg$，代入$g=10\ \mathrm{N/kg}$，可得主桥面的重力：$G=2.48×10^7\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.48×10^8\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 减小接触面的粗糙程度(合理即可)；(2) 非平衡力；相反；(3) $2.48×10^8$
【知识点】
减小摩擦的方法、二力平衡的条件、重力的计算
【点评】
本题以实际工程案例为载体，将物理知识与实际应用相结合，考查力学核心基础知识点，难度适中，重点检验学生对基础概念和公式的掌握及应用能力。
【难度系数】
0.5

5.泸州长江二桥经茜草半岛后跨越长江，接罗汉街道过进港路，成为两岸群众过江出行的重要通道。2022年10月26日15时，泸州长江二桥北最后一块钢桁梁成功吊装，标志着该桥建设取得了阶段性的胜利。此次吊装的为主跨中钢桁梁，长9.2 m、宽31.1 m、高13.1 m，呈倒等腰梯形，总质量为231 t。如图是正在吊装钢桁梁的情景，桥塔两边钢绳的拉力（选填“是”或“不是”）一对平衡力；将钢桁梁匀速吊起过程中，钢绳对钢桁梁的拉力与钢桁梁对钢绳拉力是一对力。

5. 不是 相互作用

【分析】首先明确平衡力和相互作用力的核心区别：平衡力作用在同一物体上，需满足“同物、等大、反向、共线”；相互作用力作用在两个不同物体上，满足“异物、等大、反向、共线”。先分析桥塔两边钢绳拉力的受力情况和力的特点，再分析钢绳与钢桁梁之间的拉力的受力物体，进而判断力的类型。
【解析】1. 桥塔两边钢绳的拉力：这两个力作用在钢桁梁上，但方向并非相反，且不在同一直线上，不满足平衡力“反向、共线”的条件，因此不是一对平衡力。2. 钢绳对钢桁梁的拉力与钢桁梁对钢绳拉力：前者受力物体是钢桁梁，后者受力物体是钢绳，两个力作用在不同物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合相互作用力的定义，因此是一对相互作用力。
【答案】不是 相互作用
【知识点】平衡力、相互作用力
【点评】本题考查平衡力与相互作用力的区分，核心是明确两者是否作用在同一物体上，属于基础概念类题目，难度较低。
【难度系数】0.3