第3节 力的合成与分解&实验特训 探究两个互成角度的力的合成规律-【经纶学霸●蓝题】2025年学霸高考物理一轮复习

学霸高春引蓝题物理 第3节 力的合成与分解 ☑应用提优考点全面，能力提升|限时：20mim 1.如图所示，圆0的直径为AB.0为圆心，P为 圆弧上的一点三个共点力为F、F2、F,若 A.500N B.1000N F,=2N,则它们的合力大小为 ( C.2500N D.5000N 4.(2023·湖南隆回期末)甲、乙两人在比较滑 的水平地面上拔河，甲身材高瘦，乙身材矮 胖，两人力气差不多，质量也差不多，穿相同 材料的鞋子，则 A.甲赢的概率大 A.12N B.8N B.乙赢的概率大 C.6N D.4N C.力气大的肯定赢 2.(2023·河北保定一模)质量为M的正方 D.两人对绳子的拉力一样大，因此赢的概率 体A与质量为m的圆球B在水平向右的外 相同 力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如 5.(2024·辽宁辽阳二模)一凿子两侧面与中 图所示，截面正方形的对角线与截面圆的 心轴线平行，尖端夹角为0，当凿子竖直向下 条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不 插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下 计，重力加速度为g.则 以力F敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图 如图所示.若敲打凿子时凿子作用于木板1、2 面的弹力大小分别记为F,、F2,忽略凿子受 到的重力及摩擦力，下列判断正确的是 A.F=(M+m)g B.F=mg C.地面受到的压力为F、,F、<(M+m)g D.地面受到的压力为Fx,F、>(M+m)g A.F=Fsin 6 B.F=Fcos 0 3.(2024·四川泸县五中期初)一汽车行驶中 不慎陷入泥潭，碰巧在车前方30m处有一棵 C.F2=Ftan 0 D.F=F tan 大树，司机拿出后备厢里的绳索一端系在车 6.(2023·山东潍坊二模)如图所示，某同学用 上，一端系在树上，他在绳索中点垂直于绳子 一双筷子夹起质量为m的圆柱形重物，已知 施加F=100N的水平恒力，将绳索中点拉离 圆柱竖直、半径为，筷子水平，交叉点到圆柱 原位置x=30cm,结果就把车拉了出来，如图 接触点的距离均为L=4r,每根筷子对圆柱的 所示则车被拉出时绳子对车的拉力约为（提 压力大小为2mg,重力加速度大小为g,下列 示：0很小时，sin0=tan0) ( 说法正确的是 第二章相互作用学明高自 A.每根筷子与圆柱体间的摩 9.(2024·湖南株洲期末)我国自主生产的某 擦力大小为2mg 款电动车有横向移动和原地调头功能，这是 因为车轮上安装了一组45°斜角的辊子，使 B.每根筷子与圆柱体间的摩 车轮旋转时每个车轮的摩擦力都和车辆前后 接力大小号 方向成45°夹角，如图甲所示.汽车有4个电 动发动机，若分别控制4个车轮旋转方向和 C.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为 所受地面的摩擦力方向，汽车所受地面的摩 3 2 mg 擦力可等效画成如图乙所示，该汽车将从静 止开始 D.若增大筷子与圆柱间的压力，摩擦力大小 不变 7.(2024·重庆八中月考)“八字刹车”是滑雪 的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所 示，左边雪板的受力情况可简化为图乙.雪板 与水平雪面成B角，雪面对雪板的总作用力 A.沿x轴正方向运动 大小为F,方向可认为垂直于雪板所在平 B.沿x轴负方向运动 面ABCD.则其水平方向上的分力大小为 C.沿y轴正方向运动 D.沿y轴负方向运动 10.(2024·山东青岛期末)青岛是中国帆船运 动的发源地，被誉为中国的“帆船之都”如 雪板 行 图，一艘帆船正在静止水面上逆风航行，风 水平雪面 力在垂直于帆面方向的分力推动帆船行驶， 已知风力方向和航行方向间夹角为135°， 滑行方向 和帆面间夹角为8°.已知sin37°=0.6， cos37°=0.8.若风力大小为F,则帆船沿航 A.Fsin BB.Fcos B C.Ftan B D. sin B 行方向前进的动力大小为 ( 8.(多选)如图所示为两 +F/N 个大小不变、夹角0 航行方向， 变化的力的合力的大 135 小F与0角之间的关 风对船帆的垂 90°180°2709 系图像(0°≤0≤ 直作阴力方向 360°)，下列说法中正确的是 () 风力方向 A.合力大小的变化范围是2N≤F≤12N B.合力大小的变化范围是2N≤F≤14N A.Fsin 8o B. 5 Fcos 8o C.这两个分力的大小分别为6N和8N 4 Fsin 8 D.这两个分力的大小分别为2N和8N C. 5 学霸高春|蓝题物理 实验特训 探究两个互成角度的力的合成规律 ☑题型强化热点聚焦，重难突破|限时：10mim B.保持其他不变，增大A的示数同时增加α角 1.(2023·安微黄山二模)小明同学利用如图1 C.保持其他不变，增大A的示数同时增大B角 所示的装置来验证力的平行四边形定则：在 D.保持其他不变，增大A的示数同时减小B角 竖直木板上铺有白纸，上面周定两个光滑的 2.(2024·河北石家庄模拟)某同学利用如图甲 定滑轮A和B,三根细绳打一个结点O,且所 所示装置做“探究两个互成角度的力的合成 有钩码完全相同，当系统达到平衡时，根据钩 规律”的实验 码个数读出三根绳子的拉力To、T和Tc, B为 C 回答下列问题： 感器 Q 白纸 实验步骤如下： ①将力传感器P通过一根轻质细绳提起重物 图1 图2 保持静止，记下P的示数F: (1)改变钩码个数，实验不能完成的是 ②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆 上，与P,Q相连的两根轻质细绳OA,OB连接 A. 钩码的个数N,=N,=2,N,=3 的结点0处用轻绳OC系上同一重物，系统 B.钩码的个数N=3,N2=5,N3=4 静止后，记下O点位置，P,Q的示数F,、F,及 C.钩码的个数N,=N2=N=5 三细绳的方向OA、OB、OC; D.钩码的个数N,=3,N2=1,N3=5 ③在白纸上从0点沿OC反向延长作有向线 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步 段OC',以0C'为对角线作平行四边形 骤是 OA'C'B',如图乙所示，用毫米刻度尺测出线段 A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、 OA'、OB'、OC的长度分别为L12、L OC三段绳子的方向 ④调整力传感器Q的位置，重复以上步骤 B.用量角器量出三段绳子之间的夹角 回答下列问题： C.量出OA、OB、OC三段绳子的长度 (1)在误差允许的范围内，若I,、l2、1与F, D.用天平测出钩码的质量 F2、F满足关系式 则能够证明 (3)如图2所示，小兰同学在做“探究求合力 的方法”实验时，用A、B两个弹簧测力计 力的合成遵循平行四边形定则， 把橡皮条的结点拉到O点，此时α+B= (2)某次实验中，若平衡时两细绳OA、OB互 90°，在实验过程中，她做了一些探究，其 相垂直，保持OB绳和结点O的位置不 中一个是：她使B弹簧测力计示数有较明 动，取下力传感器P,将细绳OA绕O点 显的增大，为了保持结点位置不变，可采 在纸面内顺时针转动一小角度，此过程中 取的补救办法是 （多选) OA绳的拉力 (填“变大”“变小” A.保持其他不变，增大A的示数同时诚小α角 或“不变”)5.B解析：根据平衡条件得m4g=(1-6),mg=k(1。-女2)，解得k= 第2节牛顿第三定律 （mm8)烂，故选B 1.B2.A3.B4.A 1-2 5.C解析：环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力厂， 6.A解析：由图像可知，当x,=0.2m时，F,=2N,在0.2m之内只有 根据牛领第三定律，环应给杆一个大小相等，竖直向下的摩擦力' 小弹簧被压缩，根据胡克定律得「F,=1,小弹簧的劲度系数为k,= 故木架竖直方向上受重力Mg,地面对它的支持力N及环给它的摩 a2m=10Vm,从02m至a3m的过程中，两弹簧均被压 F12 振力厂，由于木架处于平衡状态，可得N=∫+g=+Mg,根据牛顿第 三定律，木架对地面的压力大小等于地面对木架的弹力，即 缩，当F2=5N时，小弹簧的压缩量为=0.3m,大弹簧的压缩量为 N”=f+g,故选项C正确.故选C x5=3-￥1=03-0.2m=01m. 第3节力的合成与分解 根据朝克定律得=术，大弹簧的劲度系数为.B。 1.C解析：以F,.F,为邻边作平行四边形，由几何关系，可知平行四 边形是矩形，则合力F=2F2,则F1,F、F的合力F合=Fu+F:= 5-10x0.3 3F,=6N.放选C. Nm=20N/m.故选A 01 2,B解析：AB.对圆球B受力分析如图.B=45,A对B的弹力T= 7,C解析：对物块b分析受力可知，Q弹蜜初始时压等量为4x,= mg_10 k500m=002m, 二根都牛顿第三定律，B对A的弹力T=T: 0sB·Fs TnB=mg,故A错误，B正确：CD.地面受到的压力为Fx=Mg+ 对物块c分析受力可知，Q弹簧末状态时伸长量为4，=紧=Q02m, BB=Mg+mg,放CD错误，故选B Tcos B=Mg+mg 末状态下，对c整体分析受力可知，细线对b向上的拉力大小 为2mg,由于物块a平衡，所以P弹簧的弹力大小也为2mg,则末状 态下P弹黄种长a,一=Q04m, 由以上可知P弹簧左端向左移动的距离为s=4x,+△x+A= 0.08m=8em. 力 故ABD错误，C正确.故选C 3.C解析：如图所示， 8.A解析：由题意可知，将A4纸抽出时，A4纸受到上，下纸面的滑动 d=30m 摩擦力，且两降擦力大小相等，则有F=F、,因A4纸夹在书本中 间.因此A4纸受到的压力大小为整本书重的一半，即为F、=05G 0=0.3m 05×8N=4N,若将A4纸抽出，至少需用约2N的拉力F,则有F 工州 F,联立可得4纸和书之间的？擦因数丛不、025，故选入 9.C解析：A.因为每本书均呈整直静止状态，所以每本书所受的摩 将作用在绳索中点的水平恒力F分解到沿A)方向的拉力F,和沿 擦力的合力都能与书的重力平衡，即每本书受到的摩擦力的合力大 BO方向的拉力F,因F,=F2, 小相等，A错误：B.越靠近外侧书与书之间的摩擦力越大，即书与书 则有号fo血0，由于xd则血9=m,因此R。代入 F 之间的摩擦力大小不相等，B错误：CD.先将所有的书（设有n本） 当作整休，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，根据二力平衡条 数值得F,=2500N 件得4，F≥mg,则有n≤ 故选C =30,再考虑除最外侧两本书外的其 g 4.N 他书(n-2本)，受力分析，竖直方向受重力，静摩擦力，根据二力平 5.D解析：将力F在垂直于木板12面方向分解如图， 衡条件得4，F≥(n-2)g,则有n≤4， +2=22.故最多可以夹 mg 住22本书，C正确，D错误，枚选C. 10.AD解析：CD.由胡克定律，得F=△x=400×0.02N=8N,木块与 地面间的最大静摩擦力为/。=山mg=025×40N=10N,因AB均静 止，则摩擦力为8N,当施加水平推力F=9N时，B水平方向受到向 右8N的弹簧弹力.向左9N的推力，故摩擦力变为1N,B仍处于 静止，故C错误，D正确：AB.施加水平推力F=9N后，A水平方向 受到弹簧长度没有变化，弹力不变，根据平衡条件得f:=Fm=8八， 可得-。片品放选卫 做A正确.B错误故选AD. 6.B解析：ABC.重物在竖直方向上由平衡条件可知2，=mg.解得 实验特训弹力与摩擦力相关实验 1,(1)B(2)无影响(3)0.40 =坚.俯视水平方向受力分析如图，2Nx 4r 17r 2.(1)313(310-315之间均可)(2)2.0(3)156拉力超过了弹簧 的弹性限度 N=2mg,解得，=四，所以每根筷子与圆住体间的摩擦力大小为 解析：(1)由初克定律△G=△h可得.图像斜率绝对值的倒数表示弹 簧劲度系数，则有 :=,放AC错误B正确：D增大能子与圆柱间的压 30.0-0 h(120.0-104)x107Nm✉313/m 力，摩旅力竖直分量仍等于重力大小，摩旅力水平分量增大，摩擦力 变大，故D错误故选B (2)由图线知.两根相同的弹簧并联后的劲度系数k,为 △G1 25-0 k1625Nm=20 4-a,12m0-1I60x10Vm=625Vm.言3BV (3)由图丙所示的图像，两根相同的弹簧串联后的劲度系数 △G2 62.4-0 -ah,(80.0-400x10Vm=156Nm 图丙中，当拉力大于62.4N后图像弯曲，不再是线性变化，是因为拉 力超过了弹簧的弹性限度， 一学霸高考·蓝题·物理·07一 7.A解析：将F分解在水平方向和竖直方向，则F与竖直方向的夹 则有T.A0.RTm。， 角为B.则F水平方向上的分力大小为FnB.故选A. m1g0000m2g000T1 8.BC解析：CD.由题图可知.当两分力夹角为180°时，两分力的合 力为2N,则有1F,-F21=2N,面当两分力夹角为90°时，两分力的 则有公=2 合力为10N,则有/F+F=10N,联立解得这两个分力大小分别 故选B. 为6N,8N.C正确，D错误： 6.D解析：设绳OA和绳OB拉力的合力为F.以0点为研究对象，O AB.当两个分力方向相同时，合力最大，为14N:当两个分力方向相 点受到连接小球的绳子拉力大小为mg,杆的支持力F,和F,作出受 反时，合力最小，为2N,合力在最大值与最小值之间，A错误，B正 力图如图1， 确.故选BC, 根据平衡条件得F=mgtan30 9。A解析：因车轮旋转时每个车轮的摩擦力都和车辆前后方向成 将F分解，如图2. 45夹角，摩擦力的合力方向沿汽车运动方向.则由图乙可知，该汽 车将从静止开始沿x轴正方向运动故选A 10.A解析：由图可知，风力F在垂直于帆面方向的分力为Fn8°： 该力的方向与风力的夹角为90°-8°=82°，则该力与船行驶方向 的夹角为135°-82°=53°，则该力沿船行驶方向的分力为F= Fn智m5=子fn8,故法人 F: 2 实验特训探究两个互成角度的力的合成规律 1.(1)D(2)A(3)BC 2)55F 2人6 则有0所受拉力的大小为月，= 6 g. 1121 (2)变大 ABC错误，D正确.故选D 解析：(1)根据力的平衡，可以得到儿何平行四边形和力的平行四边 7.A解析：A.手与金砖有两个接触面，对金砖施加两个正压力F、并 产生两个静摩擦力F,这四个力的作用效果与重力平衡，故手对金 形相似. F F2 F 砖的作用力大小为G,方向竖直向上，故A正确：B.根据受力分析 图，竖直方向有2F、cs8+G=2Fsin6,可知仅增大手对金砖的压 力，金砖受到手的摩擦力将增大，故B错误：CD.设手与金砖间的最 (2)由图可知， 大静摩擦力为正压力的从倍，根据上面平衡时的式子，可知当 afn<F、o,即am<时，无论正压力F、多大，都无法将金 L 砖拿起，a8越大，即日角越大，越容易单手抓起金砖，故CD错误。 故选A 稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点0的位置不动，即两个 力的合力不变，F2方向不变，将细绳OA绕O点在纸面内顺时针转 动一小角度，则F,变大 第4节共点力的平衡（一） (静态平衡问题) 1.A解析：设每个爪对钢的支持力方向与竖直方向的夹角为8，竖直 8.C解析：取圆环上很小的一段分析，设对应圆心角为9，分析微元受 GG 力有重力g支持力八，两边圆环其余部分对微元的拉力T,由平 方向根据受力平衡可得4c0=G.,解得N=广，故选 2.B解析：分别对三种形式的滑轮进行受力分析，如图所示，设绳子 衡条件有2nn号a=60, 受到滑轮的作用力分别为N。N,N。,各图中绳子拉力均为mg: 由于微元很小，则对应圆心角很小，则s加 T B B 其中r为圆环拉伸后的半径，代入数据有T2.2 mg-√3mg 由题知，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底而的距离为圆锥高 30 线的子则有识 G R a c 根据胡克定律有T=,x=2π 由共点力的平衡 在图(a)中，有N.=2mgs30°=3mg 计算有。3mg 2w'R 在图(b)中，有V=2mges60°=mg, 故选C 在图(c)中，有N,=2mgcs60°=mng 可知N>N=N 9.(1)22.5N(2)8kg(3)702m 故选B. 解析：(1)以球为研究对象，受力如图甲所示， 3.A4.B 由球受力平衡可知N2=mgtan8=22.5N, 5.B解析：对两个小球受力分析，如图。 以正方体和球整体为研究对象，受力如图乙所示， 0 (m+iig 学霸高考·蓝题·物理·08一