第3章 4. 力的合成和分解-【重难点手册】2025-2026学年高中物理必修第一册同步练习册（人教版2019）

翻重难点手册高中物理必修第一册RJ, 第4节 力的合成和分解 A基础过关练 结论正确的是( 测试时间：15分钟 1.[知识点1门两个力F1和F2之间的夹角为0，其 合力为F.下列说法中正确的是( 777777777777777 A若F1和F2大小不变，0角减小，则合力F一 mg 定增大 A.Fz就是物体对斜面的正压力 B.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力 B.N,F2是一对作用力和反作用力 都大 C.物体受mg、N、F1、F2四个力作用 C.若9不变，F,大小不变，F2增大，则合力F D.F1、F2可以替代重力mg体现了等效替代的 一定增大 物理思想 D.若F1=6N、F2=8N,则合力大小的变化范 5.[知识点4]明朝谢肇湖的《五杂俎》中记载：“明 围是2N≤F≤10N 姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可.一游 2.[知识点3](2025·江西师大附中高一月考)两 僧见之日：无烦也，我能正之.”游僧将木楔从塔 个大小相等的共点力F,、F2,当它们之间的夹 身倾斜一侧的砖缝间敲进去，最终扶正了塔身。 角为受时，合力大小为10N,那么当它们之间的 假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为 ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示，木楔 夹角为120时，合力的大小为(). 两侧产生推力FN,则(). A.10N B.10√2N A若F一定，0大时FN大 C.5N D.5√2N B.若F一定，0小时FN大 3.[知识点3]新情境(2025·浙江慈溪中学高一 C.若0一定，F小时FN大 期末)天津滨海高速海河大桥由两座主桥组成， D.若0一定，FN的大小是定值，与F无关 两座主桥均为独塔斜拉桥，如图甲所示.假设斜 B综合提能练 拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，如 测试时间：25分钟 图乙所示，每根钢索中的拉力都是3×10N,则 6.[知识点1](2025·安撒合肥-一六八中学高一周 它们对塔柱的合力大小和方向为( 练)如图所示，倾角为30°的固定斜面上放有质 量分别为200g、300g的木块A、B,A、B之间 有一轻质弹簧，用平行于斜面的拉力F作用在 木块B上，系统保持静止，此时夹在A、B之间 的轻弹簧伸长量为1cm.已知木块A、B与斜面 甲 间的动摩擦因数均为0.75，弹簧的劲度系数为 A.5.2×102N,方向竖直向上 B.5.2×102N,方向竖直向下 100N/m,重力加速度g取10m/s2.下列说法 C.5.2×10N,方向竖直向上 正确的是( D.5.2×104N,方向竖直向下 4.[知识点4]易错题如图所示，将光滑斜面上的 物体的重力mg分解为F1、F2两个力，则下列 40 第三章相互作用一力罪 A木块A所受摩擦力沿斜面向上，大小为33 ②该弹簧的劲度系数为 N/m. N 4 8.[题型2](2025·湖北宜昌一中高一月考)某同 B木块A所受摩擦力沿斜面向下，大小为3 学用如图甲、乙所示的装置测量弹簧的劲度系数 4 N 及验证力的平行四边形定则. C,若拉力F为1.5N,木块B所受摩擦力为0 (1)用图甲所示装置测量弹簧的劲度系数，根据 D.若拉力F为1.5N,木块B所受摩擦力沿斜 所测实验数据，作出弹力F跟弹簧长度1（原 面向上，大小为1N 长为4cm)的关系图像如图丙所示，则该弹 7.[知识点2](1)某实验小组用如图甲所示的装置 簧的劲度系数k= N/m(结果保留 探究力的平行四边形定则，其中A为固定橡 两位有效数字). 皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB (2)为了验证力的平行四边形定则设计了如图乙 和O汇为细绳.通过规范的实验操作，结合测 所示的装置，部分实验操作如下，请完成下列 得的实验数据在白纸上画出力的图示，如图 相关内容： 乙所示. 3.0 FIN 2.5 0.8 2.0 0.7 1.5 0.6 1.0 0 0.5 0.4 0.3 8 9 10 //cm 0.2 丙 丁 0.1 ①如图甲，在弹簧下端悬挂两个钩码，记下弹 012345678lcm 丁 簧末端的位置O及弹簧所受的拉力F. ①本实验采用了 (填“控制变量”、 ②卸下钩码，将两轻质细绳套系在弹簧下端， “微元法”或“等效替代”)的科学研究方法. 用两弹簧测力计将弹簧末端拉到 ②图乙中，力F和F2合力的理论值是 记录细绳套OA、OB的方向及两弹簧测力 ,力F1和F2合力的实际测量值 计相应的读数， 是 (均填“F”或“F”)】 ③该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计的拉 (2)做完(1)中实验后，小组同学又将其中一个弹 力FA、FB的大小和方向如图丁所示，请 簧测力计拆开，取出其中的轻弹簧，将其一端 在图丁中作出FA、Fa的合力F‘的图示. 竖直悬挂在铁架台上，再在其下端悬挂钩码， ④在丁图中作出拉力F的图示，观察比较F 测量此弹簧的劲度系数，如图丙所示.由测得 和F‘,得出的结论是： 相关数据，画出弹簧弹力大小F与长度！的 9.[题型2](2025·湖北华中师大一附中高一月 关系图像如图丁所示，则由图可得： 考)某同学利用如图1所示的装置来验证力的平 ①该弹簧的原长为 cm. 行四边形定则.在竖直的铺有白纸的木板上固定 41 用重难点手册高中物理必修第一册RJ, 两个光滑的滑轮A和B,每个钩码的重量相等， (2)求地面对A的支持力大小F和摩擦力大小f 当系统达到平衡时，分别数出三根绳子所挂钩码 的个数N1、N2、N,回答下列问题： A 图1 (1)改变钩码个数，实验能完成的是 11.[题型1]如图所示，用三根细线a、b、c A.N1=3,N3=N2=6 将质量为m的小球1和质量为2m的 B.N1=N2=3,N3=6 小球2连接并悬挂，两个小球处于静 C.N,=N2=N3=3 止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c D.N1=4,N2=5,N3=6 水平，重力加速度为g.求： (2)在拆下钩码和绳子前，需要进行的实验步骤 (1)细线a、c分别对小球1和2的拉力大小. 是 (2)细线b对小球2的拉力大小 A.用天平测出钩码的质量 B.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC 三段绳子的方向 C.用量角器量出三段绳子两两之间的夹角 D.量出OA、OB,OC三段绳子的长度 (3)在处理数据并作图时，你认为图2中正确的 是 (填“甲”或“乙”)， C培优突破练 。测试时间：5分钟 12.[突破点1门如图所示，一个物体由绕过定滑轮 乙 的细绳拉着，分别被图中所示的三种情况拉住 图2 静止不动，在这三种情况下，若绳的拉力分别为 10.[题型1门(2025·江西莲塘一中高一阶段练习) T1、T2、T,轴心对定滑轮的支持力分别为N1、 如图所示，质量分别为m、2m的两个半球体 N2、N3,若不计滑轮的质量及摩擦，则(). A、B放在粗糙的水平地面上，质量为m、外表 面光滑的半球体C放在A、B之间，A、B、C均 处于静止状态，A、B恰好接触且它们之间没有 作用力，已知A、B、C的半径均为R,A、B与 地面间的动摩擦因数均为以=吾，最大静摩获 A.T=T2=T:N=N2=N: B.TI>T>T:N=N2=N3 力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g C.T=T2=T:Ni>N2>N3 (1)求A对C的支持力大小N. D.T<T2<T:N<N2<N 42支持力是一对相互作用力，大小相等，故B错误：向左行笔： 易锆分析 时，镇纸相对于纸既没有相对运动趋势，也没有发生相对运 1.物块P与Q刚好不发生相对滑动的临界条件是P、 动，红纸对镇纸没有静摩擦力，故错误：向右行笔时，红纸 Q间的静摩擦力达到最大值，可以先对P或Q受力分析 然后根据平衡条件列式求解 对桌面的静摩擦力方向向右，故D正确. 2.本题关键抓住怜好不滑动的临界条件，然后灵活地 7.AD【解析】冰箱贴受到重力，磁吸力、弹力和摩擦力作用， 选择研究对象，运用平衡条件列式求解】 共受到四个力的作用，故A正确：冰箱贴受到的磁吸力与冰 3.还可通过整体法，依据平衡条件，即可求解拉力下的 箱对它的弹力是一对平衡力，故B错误：根据受力平衡可知。 大小，应用整体法时要注意水平方向受到滑轮的拉力是2T. 冰箱贴与冰箱间的摩擦力大小等于冰箱贴的重力，不会随磁 第4节力的合成和分解 吸力的增加而增大，故C错误：根据受力平衡可知，冰箱对 冰箱贴的摩擦力方向竖直向上，侧冰箱贴对冰箱的摩擦力方 基册过关练 向竖直向下，故D正确。 1.A【解析】若F,和F。大小不变，8角减小，根据平行四边 形定则可知合力F一定增大，故A正确：合力F不一定比 8.ABD【解析】A球受重力，杆的支持力，车厢的支特力，而车 分力F,和F,中的任何一个力都大，故B错误：若0不变， 厢的摩擦可能有，也可能没有，所以A球可能受到3个力的 F,大小不变，F,增大，若0大于90°，则合力F不一定增大， 作用，也可能受到4个力的作用，故A,B正确：B球一定受 故C错误：若F,=6N,F,=8N,则合力大小的变化范围为 到重力、车厢的支持力、轻杆的弹力，车厢的摩擦力，4个力 F2-F,=2N≤F≤F:+F,=14N,故D错误 作用，故C错误，D正确 2D【解析】设F,=F:=F。,当它们的夹角为90时，如图甲 9.C【解析】若P,Q一起沿斜面匀速下滑，且物体P的上表： 所示，根据平行四边形定则知其合力为√②F。,即2F。 面光滑，则先对Q分析，其合外力为0，可知受重力和P的 10N,故F。=5√2N:当夹角为120时.如图乙所示，同样根 支持力，弹簧应处于原长没有弹力，再对P分析可知，受重 据平行四边形定则，其合力与F。大小相等. 力、斜面的支持力、Q对P的压力，整体一起匀速下滑，斜面 FF76060y 还有滑动摩擦力，故P一共受到4个力的作用， 10.D【解析】整体受力平衡，竖直方向受到重力和弹簧的弹 50 力，水平方向不受力，所以A与墙之间没有弹力，没有弹力 就不会有摩擦力，故A,B错误：物体A受到重力、斜面对它 3.D【解析】根据力的平行四边形作图如图所F, 示，则它们对塔柱的合力大小为F 的支持力和摩擦力三个力的作用，故C错误：整体竖直方 2F,c0s30°=5.2×10'N,方向竖直向下 向受力平衡，所以弹簧的弹力大小等于A、B的重力之和， 方法总结 故D正确。 按照力的作用效果进行分解，需要依据情境确定两个 方法总结 分力的方向，相当于已知对角线，结合两个分力的方向作平 1,以整体为研究对象，竖直方向受力平衡，得到弹簧的 行四边形，在不同的情境中，分力的方向不同，大小一般也 弹力等于A、B的重力之和. 不同 2.因为水平方向没有外力，由此分析A与墙壁之间没 4D【解析】F,是重力的一个分力，与压力的性质不同，只能 有弹力，所以A与墙壁之间没有摩擦力. 说F:大小等于物体对斜而的正压力大小，选项A错误： 3.解答本题要能灵活应用整体法，易错点是A和培之 多骨点：F是重力的一个分力，而对 间作用力的分析， 科面的压力是料面受到的力 N,F2同时作用在物体上，不是一对作用力和反作用力，选 优突破综 项B错误：F,F2是重力mg的分力，则物体受mg,N两个 11.D【解析】设即将要使P、Q发生运动时，滑轮上绳子的拉 力作用，选项C错误：F,、F:可以替代重力g,体现了等效 力为T,P受到向左的拉力T,向左的摩擦力5N,向右的 替代的物理思想，选项D正确 拉力F,Q受到向左的拉力T,上表面向右的摩擦力5N,:5.B【解析】选木樱为研究对象，木楔受到的力有水平向左的 下表面向右的摩擦力10N,根据平衡条件得T十5N=F, F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平 T=5N+10N=15N,F=20N.即至少20N. 衡状态，所以两侧给木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解 24 的力是相等的，力F的分解如图所示.则 ①在题图丁中作出拉力F的图示，观察比较F和F',得出 F=Fs(9o-号）+F:s（0 的结论是在误差允许范围内，力的合成与分解遵循平行四边 形定则。 2)=2F,os(90-号）=2F,sin号， 9.(1)ACD(2)B(3)甲 【解析】(1)由题图所示，对O点受力分析， F、=F=F,解得FN=F ·所以 如图所示，OA、OB.OC分别表示三个力 2sin 的大小，由于共点三个力平衡，由平衡条A 若F一定时，0越小，F、越大：若0一定时，F越小，F越 件可知，这三个力能构成一个三角形，以 小，故A、C、D错误，B正确 钩码的个数表示力的大小，可知N,=3, 综合提能练 N,=N2=6,以三力为边可以构成一个三 6.D【解析】对木块A进行受力分析，沿斜面方向有重力沿斜 角形，A正确：以钩码的个数表示力的大小，可知N=N: 面向下的分力，大小为mAgsin0=1N,弹簧处于伸长状态， 3,N,=6,以三力为边不能构成一个三角形，B错误：以钩码 对木块A的弹力沿斜面向上，大小为kx=1N,故木块A所 的个数表示力的大小，可知N,=N:=N=3,以三力为边 受摩擦力为0，选项A,B错溪：对木块B进行受力分析，沿斜 能构成一个等边三角形，C正确：以钩码的个数表示力的大 面方向有重力沿斜面向下的分力，大小为mgin9=1.5N, 小，可知N,=4,N2=5,N,=6,以三力为边能构成一个三 弹簧处于伸长状态，弹力沿斜面向下，大小为kx=1N,拉力 角形，D正确. 沿斜面向上为L,5N,故木块B所受摩擦力沿斜面向上，大 (2)实验要验证力的平行四边形定则，因此要作受力图，应先 小为1N,C错误，D正确。 明确受力点，再确定各绳上钩码的个数和各绳的方向，因各 7.(1)①等效替代②F':F(2)①5②20 钩码的重力相等，知道各绳上钩码的个数就行，因此不需要 【解析】(1)①一个力的效果与两个力的效果完全一样时，可 用天平测出钩码的质量，A错误：标记结点O的位置，并记 以将这一个力称为这两个力的合力，故用到的是等效替代的 录OA,OB,(OC三段绳子的方向，B正确：记录了OA、OB、 方法.②由题图可以看出，F是由画图作出的力，是理论值： OC三段绳子的方向，即确定了三段绳子两两之间的夹角， 由于存在误差，故F‘与OA不一定在一条直线上，因此F与 因此不需要用量角器量出三段绳子两两之间的夹角，C错 橡皮筋OA一定在一条直线上，是实际测量值 误：OA,OB、(OC三段绳子上的力和方向已确定，因此不需要 (2)①由题图可以看出，弹簧弹力为0时，对应长度为原长， 故原长为5cm.②由题中图像斜率大小表示劲度系数可得k 量出OA,OB.OC三段绳子的长度，D错误. (3)由解析题图可知，以O点为研究对象，F,是实验时实际 (7.5-5)x10NW/m=20N/m 0.5 作用效果在(C线上，即在竖直方向，由于有误差存在，F1、 8.(1)75(2)②位置)③图见解析④在误差允许范围内， F:的合力F台是理论值，与实际值有一定的偏差，因此题 力的合成与分解遵循平行四边形定则 图2中的甲是正确的 【解析】(1)根据F-x图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由题 固时可得该雅黄的度系致为一兰-巴是Nm 101)N= 3 mg 【解析】(1)C受力如图所示，则 0.75N/cm=75N/m. 川g (2)②卸下钩码然后将两轻质细绳套系在弹簧下端，用两弹 有N= 2 簧测力计将弹簧末端拉到位置O,并记录此时细绳套OA、 s0·其中0=30°，解得 B OB的方向及两弹簧测力计相应的读数.③作出F,、F的 0 合力F的图示，如图所示 (2)对A受力分析有F=mg+Ncos0,f=Nsin0,解得F 得w 2 11,(1)25mgw3g(2)7mg 【解析】两小球皆静止，故都处于平衡状态，合外力为0. (1)将球1和球2当作一个整体，受力分析如图甲所示，F。 与R,的合力与重力等大反向，所以有R-器-25吸， 25 F,=3 ng tan30°=√3mg. 对地的摩擦力大小和地对脚的摩擦力大小相等，可得脚对地 的摩擦力大小与躺椅对地的摩擦力大小相等，故D正确. 2.B【解析】对铁块A受力分析，根据受力平衡可知，铁块A 只受到重力和木块B的支持力，故A错误：以B为研究对 象，拉力F与木板C对木块B的摩擦力是一对平衡力，故B 正确：对铁块A、木块B整体受力分析有∫1=F=10N,木 板C对木块B的摩擦力方向向右，大小为10N,根据牛顿第 (2)隔离分析小球2，受力分析如图乙所示，G:与F,的合 三定律可知，木块B对木板C的摩擦力方向向左，故C错 误：木板C能保持静止是因为桌面对木板C的摩擦力等于 力与Fw等大反向，所以F。=√(2mg)十F=√7mg. 木块B对木板C的摩擦力，故D错误 方法总结 3.ABC【解析】由于B缓慢向上运动，可知A也缓慢在半球 1.整体法适用于将两个或多个物体组成的系统作为研 上运动，A,B都处于动态平衡过程，对A受力分析，如图所 究对象，当需要研究外力对系统的作用时，整体法更为简 示，画出力的矢量三角形，由几何关系得，三角形OAB与力 便，因为它不需要考虑系统内部的作用力。 生关链点：岛出力的秀童三角形 2.整体法的思维特点是从全局出发，通过整体受力分 的矢量三角形相似，可科器-哥-合，B级慢向上运动。 析揭示系统的然体受力情况和全过程的受力情况，从而避 OB变大，绳长1、半球半径R不变，所以F、减小，绳的拉力 免繁琐的中间环节计算，能够灵巧地解决问题 T减小，故B、C正确：对B列平衡方程得F=Tcos0+Mg, 0为绳与轻杆的夹角，B向上运动，&减小，cs0变大，T减 培优奥质练 小，所以Ts0无法确定如何变化，因此F的变化情况无法 12.C【解析】根据定滑轮特点：只改变力的方向，不改变力的 确定，对整体受力分析可得F十N一(m十M)g,可知地面对 大小，则物体保持静止时，绳子的拉力无论方向怎么变化， 半球的支持力N的变化也无法确定，由于整体没有水平方向 始终和物体的重力相等，则三个拉力大小的关系为T, 上的力，所以地面对半球没有摩擦力，故A正确，D错误 T2=T.设物体的重力为G,则T,和G的合力N,如图1 所示：Ta和G的合力N,如图3所示，大小为2G:T2和 G的合力V,如图2所示.由此可知N,>N:>N 4.B 【解析】对B球受力分析如图1所示，缓慢推动A球直到 B球的球心与容器的圆心O等高的过程中，三角形OAB边 1 料2 图3 长恒定，V1和N:的夹角不变，根据三力平衡作出矢量三角 易结分析时 形如图2所示，从图2可以看出B球受到A球的弹力N,逐 同一根绳中张力大小处处相等，根据平行四边形定则 渐增大，容器对B球的支持力V。先增大后减小，故A、C,D 求两段细绳张力的合力，所西出来的应该是一个菱形.此类 错误，B正确 题因不会选择研究对象，导致判断不清定滑轮对细绳的作 用力的方向而出错 第5节共点力的平衡 基础过关练 1.D【解析】题图甲中人对躺椅的压力是由人发生形变产生 1图1 图2 的，故A错误：题图甲中人不同的躺姿，躺椅对人的作用力 5.D【解析】若弹簧处于压缩状态，弹 均与人的重力大小相等，方向相反，故B错误：题图乙中人脚 簧对小球的弹力方向沿弹簧向外， 用力蹬地时，如果人的背部相对于端椅有向下运动的趋势 小球还受到重力和圆环对小球指向 时，人背部所受摩擦力一定沿椅面向上，故C错误：以人和 圆心的弹力，这三个力不可能平衡， 躺椅整体为研究对象，题图乙中人脚用力蹬地时，地对脚的 所以弹簧处于伸长状态，受力如图 摩擦力和地对躺椅的摩擦力等大反向，由牛顿第三定律知脚 所示，可知大圆环对小球的弹力方向背离圆心O点，小球受 26