3.4力的合成与分解 同步练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

3.4力的合成与分解 同步练习 （本节内容为必修一的核心枢纽，是连接力的概念和牛顿运动定律的桥梁，更是解决力学体系的通用工具。主要包括以下几类重点题型：合力的大小和方向的计算、力的合成、力的正交分解、力的效果分解等。要求所有同学都需要掌握。故不区分A、B组） 一、单选题 1．（考点：合力与分力定义及取值范围）力是物体与物体之间的相互作用，下面是关于力的一些说法，正确的是（　　） A．合力一定比分力要大 B．3N、6N、7N三个共点力的合力的最小值为2N C．运动的物体受到的滑动摩擦力可能与物体的运动方向相同 D．运动的物体不可能受到静摩擦力，静止的物体不可能受到滑动摩擦力 2．（考点：合力与分力的验证）某同学探究两个互成角度的力的合成规律，如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，和为细线，为橡皮筋与细线的结点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。关于该实验正确的是（　　） A．实验中须保持两细线夹角为 B．同一次实验，可以将橡皮筋的结点拉至不同位置 C．不同次实验，可以将橡皮筋的结点拉至不同位置 D．的方向一定沿方向 3．（考点：验证平行四边形定则）某同学在研究力的合成和分解实验时，固定好两只定滑轮，钩码通过细绳绕过滑轮，在细绳的某处A系上一个绳套，将弹簧秤钩在绳套上竖直向下用力拉，使系统平衡，如图所示。若，每个钩码的重力大小为，不计摩擦，则关于弹簧秤的示数说法正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（考点：力的分解）我国新开辟的北极航道，将我国至欧洲的航程缩短近3500公里，降低15%-30%燃油成本，打破对传统咽喉要道的依赖，被称作“冰上丝绸之路”。有一种破冰方式：坚固的破冰船滑上冰层借助自身重力破冰。在船头相对冰层向上滑动时，船头对冰层的作用力方向，可能是（　　） A．a B．b C．c D．d 5．（考点：等角等大两力的合成）邹鲁大桥是独塔双柱斜拉桥，曾为世界最重转体桥。桥中某对钢索与竖直方向的夹角均为θ，如图所示，两根钢索的拉力大小均为F，则它们对塔柱的合力大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 6．（考点：力的合成与分解的多解问题）已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为方向未知。则F1的大小不可能是（　　） A． B． C． D． 7．（考点：力的正交分解）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，下列结论正确的是（　　）    A．F2就是物体对斜面的正压力 B．物体受N、mg两个力作用 C．物体受mg、N、F1、F2四个力作用 D．F1、F2二个分力共同作用的效果跟重力mg的作用效果相同 8．（考点：力的分解之刀劈模型）图甲为斧头劈开树桩的实例，树桩容易被劈开是因为劈形的斧锋在砍进木桩时，斧刃两侧会对木桩产生很大的侧向压力，将此过程简化成图乙模型，斧头截面为等腰三角形，斧锋夹角为，且被施加一个竖直向下的力，则下列说法正确的是（　　） A．斧锋夹角越小，斧头对木桩的侧向压力越大 B．斧锋夹角越大，斧头对木桩的侧向压力越大 C．施加的力越小，斧头对木桩的侧向压力越小 D．施加的力越大，斧头对木桩的侧向压力越小 三、实验题 9．（考点：验证力的平行四边形法则）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。 (1)本实验主要采用的科学方法是 。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)关于本实验的操作过程，下列说法正确的是 ； A．为了方便测量，实验时两细绳OB、OC必须相互垂直 B．橡皮条必须与两绳夹角的平分线在同一直线上 C．为了减小误差，两根绳必须等长 D．在同一组实验中，结点O的位置不能改变 (3)根据实验数据，该同学作出实验结果图如图乙所示，则 （选填“F”或“”）一定沿AO方向。 (4)图丙是某次实验记录的部分信息，其中合力F=6N，与合力F夹角为60°，F2与合力F夹角为30°，则的大小为 N。 四、解答题 10．（考点：力的分解的应用）有一直角“V”形槽固定在水平面上，其截面如图所示，BC面与水平面间夹角为60°，有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内，木块与BC面间的动摩擦因数为μ，与AB面间无摩擦。现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动，求： (1)AB面对木块的支持力； (2)木块受到的动摩擦大小。 11．（考点：力的合成与分解与整体隔离法的综合应用）如图所示，用三根细线a、b、c将重力均为30N的两个小球1和2连接并静止悬挂，细线a与竖直方向的夹角为，细线c水平。求： （1）细线a、c分别对小球1和2的拉力大小； （2）细线b对小球2的拉力大小； （3）若撤掉c绳，保持a绳方向不变，改用一个任意方向的外力F作用于球2使整个系统仍保持静止，则当F达到最小值时，细线a上的拉力大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.4力的合成与分解 同步练习》参考答案 1．C 【详解】A．不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误； B．3N、6N的合力范围为3N≤F≤9N，而第三个力7N在3N与6N的合力范围内，故这三个共点力的合力的最小值为0N，故B错误； C．运动的物体受到的滑动摩擦力可能与物体的运动方向相同，比如在水平运行的传送带上轻放一个工件，工件在滑动摩擦力作用下开始运动，工件受到的滑动摩擦力方向与运动方向相同，故C正确； D．运动的物体可以受到静摩擦力，静止的物体也可以受到滑动摩擦力，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．本实验通过作图探究两个互成角度的力的合成规律，两细线夹角只需要适当就好，不需要取，故A错误； BC．同一次实验，为了保证效果相同，橡皮筋的结点需要拉至同一位置；不同次实验，可以将橡皮筋的结点拉至不同位置，故B错误，C正确； D．由图乙可知，是通过做平行四边形得到的合力理论值，由于存在的一定的误差，的方向不一定沿方向，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】以A点为研究对象，受力分析如图 A点受三个力且处于平衡状态 F1=3G0，F2=4G0，α=90° 由平行四边形定则可知，F1和F2合力F′=F又由勾股定理可得 由三个力的合力为零，任何两个力的合力与第三个力等大反向知 故选B。 4．B 【详解】冰层受到船头压力垂直于冰面向下，摩擦力沿着冰面向上，根据平行四边形定则可知，这两个力的合力方向可能是b。 故选B。 5．B 【详解】两根钢索的拉力等大均为F，合成后为菱形的对角线，即合力竖直向下，大小为 故选B。 6．BD 【详解】根据题意作出矢量三角形如图所示 由于 从图中可看出，F1有两个解，在直角三角形OAD中有 在直角三角形ABD中有 由对称性可知 则分力 本题选不可能的，故选BD。 7．BD 【详解】A．F2是重力垂直于斜面的分力，不是物体对斜面的压力，故A错误； BC．力mg与F1、F2是合力与分力的关系，而物体实际上只受重力和支持力这两个力的作用，故B正确，C错误； D．F1、F2是mg的二个分力，这两个分力共同作用的效果跟重力mg的作用效果相同，故D正确。 故选BD。 8．AC 【详解】将力F分解为垂直截面的两个分力，则 即 则斧锋夹角θ越小，斧头对木桩的侧向压力越大；施加的力F越大，斧头对木桩的侧向压力越大。 故选AC。 9．(1)B (2)D (3) (4)3 【详解】（1）本实验两次拉橡皮条的效果相同，即合力与分力作用效果相同，所以本实验采用的科学方法是等效替代法。故B正确，ACD错误。 故选B。 （2）A．为减小实验误差，用两个弹簧秤拉细绳套时，两根细绳套夹角大小合适，方便实验，并不是相互垂直，故A错误； B．由于两弹簧测力计的示数不一定相同，橡皮条的反向延长线不一定是两条细绳夹角的角平分线，故B错误； C．两根绳不必等长，起到方便测量力方向的作用，故C错误； D．在同一组实验中，结点O的位置不能改变，以保证合力与分力作用效果相同，故D正确。 故选D。 （3）F为平行四边形的对角线，是合力的理论值；是单独用一个弹簧测力计测出的合力的实验值，因此的方向一定沿AO的方向。 （4）根据平行四边形定则，可知 10．(1)；方向垂直AB面斜向上 (2) 【详解】（1）重力按照实际作用效果正交分解，如图所示， AB面对木块的支持力大小 方向垂直AB面斜向上。 （2）由上一问分析可得木块对BC面的压力大小 滑动摩擦力大小 11．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）把小球1和2看成整体，受力分析如图所示 由平衡条件可得 （2）以球2为研究对象，细线b对小球2的拉力，重力G及的作用，由平衡条件可得 （3）若撤掉c绳，保持a绳方向不变，改用一个任意方向的外力F作用于球2使整个系统仍保持静止，此时将小球1和2看成整体，当F的方向与垂直时，F有最小值。根据平衡条件，此时细线a上的拉力大小为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $