核心素养测评(第二章 第3讲 力的合成与分解)-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

核心素养测评　(40分钟　70分) 七　力的合成与分解 【基础巩固练】 1.(6分)(2023·重庆选择考)矫正牙齿时,可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵引线的两个作用力大小均为F,夹角为α(如图),则该牙所受两牵引力的合力大小为(　　) A.2Fsin B.2Fcos C.Fsinα D.Fcosα 【解析】选B。根据平行四边形定 则可知,该牙所受两牵引力的合力大小为F合=2Fcos,故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.(6分)四个小朋友玩“东西南北跑比赛”,他们被围在一个弹力圈中,从中心向外沿各自的方向移动,去拿外围的游戏道具,谁先拿到谁就能赢得比赛。某时刻四个小朋友处于如图所示的僵持状态,则此时受到弹力圈的弹力最小的是(　　) A.1号小朋友 B.2号小朋友 C.3号小朋友 D.4号小朋友 【解析】选C。弹力圈上的力可近似为大小处处相等,弹力圈对3号小朋友的张角最大,根据平行四边形定则可知合力最小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.(6分·多选)两名同学用互成角度的水平拉力拉着一箱子,但没拉动,已知箱子所受静摩擦力大小为80 N,则该两位同学的拉力F1、F2的大小可能为(　　) A.72 N、23 N B.202 N、121 N C.318 N、351 N D.500 N、600 N 【解析】选A、C。72 N和23 N的合力范围为 72 N-23 N≤F合≤72 N+23 N 即49 N≤F合≤95 N 当两水平拉力的合力为80 N时,静摩擦力为80 N,故A正确;202 N和121 N的合力范围为 202 N-121 N≤F合≤202 N+121 N 即81 N≤F合≤323 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 两水平拉力的合力不可能为80 N,故静摩擦力不可能为80 N,故B错误;318 N和351 N的合力范围为351 N-318 N≤F合≤318 N+351 N 即33 N≤F合≤669 N 当两水平拉力的合力为80 N时,静摩擦力为80 N,故C正确;600 N和500 N的合力范围为600 N-500 N≤F合≤500 N+600 N 即100 N≤F合≤1 100 N 两水平拉力的合力不可能为80 N,故静摩擦力不可能为80 N,故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4.(6分)如图将力F(大小已知)分解为两个分力F1和F2,F2和F的夹角θ小于90°。则关于分力F1,以下说法中正确的是(　　) A.当F1>Fsinθ时,肯定有两组解 B.当Fsinθ<F1<F时,有唯一一组解 C.当F1<Fsinθ时,有唯一一组解 D.当F1<Fsinθ时,无解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【解析】选D。如图所示: 当F>F1>Fsinθ时,根据平行四边形 定则,有两组解;当F1>F时,只有一 组解,故A、B错误;当F1=Fsinθ时,两分力和合力恰好构成直角三角形,有唯一解;当F1<Fsinθ时,分力和合力不能构成三角形,无解,故D正确,C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5.(6分·多选)曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是(　　) A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小 B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的小 C.曲辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕 索的拉力 D.直辕犁减速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕 索的拉力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【解题指南】根据力的分解得到两种情况下水平分力、竖直分力的大小关系,根据牛顿第三定律分析相互作用力大小。 【解析】选A、C。将拉力沿水平和竖直方向进行分解,水平方向Fx曲=Fsinα, Fx直=Fsinβ 竖直方向Fy曲=Fcosα,Fy直=Fcosβ 由题意知α<β,则有sinα<sinβ,cosα>cosβ 则耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小,竖直分力比对直辕犁的大,A正确,B错误;耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力属于作用力与反作用力,所以无论犁怎样运动,这两个力都是等大反向的,C正确,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6.(6分)如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图,一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为k的弹性轻绳,在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x,此时AB段与水平方向的夹角为37°,DE段与水平方向的夹角为53°,弹性绳涉及的受力均在同一平面内。不计摩擦,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是(　　) A.耳朵受到的口罩带的作用力为2kx B.耳朵受到的口罩带的作用力小于2kx C.耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向的夹角为37° D.耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向的夹角为53° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【解析】选B。弹性轻绳被拉长了x,同一根轻绳弹力大小相等,即FAB=FDE=kx 将FAB、FDE分别正交分解,如图 在x方向Fx=FABcos37°+FDEcos53°=1.4kx 在y方向Fy=FABsin37°+FDEsin53°=1.4kx 则耳朵受到口罩带的作用力为 F==kx 故A错误,B正确;设作用力方向与水平方向的夹角为θ,则tanθ==1 所以作用力方向与水平方向的夹角为45°,故C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【综合应用练】 7.(6分·多选)(生产生活)在药物使用时应用到很多物理知识,下面分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的示意图,针尖的顶角很小,医生沿着注射器施加一个较小的力F,针尖会对瓶塞产生很大的推力(接触面摩擦力不计)。现只分析图乙针尖的倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力,则(　　) A.针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的 B.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推 力小 C.若F一定,增大θ,直侧面推力减小 D.若θ一定,增大F,直侧面与倾斜侧面推力之比不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【解析】选C、D。力的分解如图所示 则=cosθ 故FN'<FN 故A、B错误; 根据=tanθ可知,若F一定,增大θ,直侧面推力减小,故C正确;根据=cosθ可知,若θ一定,增大F,直侧面与倾斜侧面推力之比不变,故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8.(6分)(2025·镇江模拟)风对帆面的作用力垂直于帆面,它能分解成两个分力:垂直于航向的分力,会被很大的水的横向阻力平衡;沿着航向的分力,提供船向前的动力。下列船帆与风的方向组合能使船沿航向方向行驶的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【解析】选D。图A中船帆受到风的作用力如图1所示 由于F2方向与航向相反,故A错误;图B中船帆受到风的作用力如图2所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 由于F2方向与航向相反,故B错误;图C中船帆受到风的作用力如图3所示 由于F2方向与航向相反,故C错误;图D中船帆受到风的作用力,如图4所示 由于F2方向与航向相同,故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【总结提升】按力的作用效果进行分解时的解题思路   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9.(6分)(2025·运城模拟)汽车发生爆胎后,需要用千斤顶抬起汽车后更换轮胎。当摇动把手时,水平面上的千斤顶的两臂(长度相等)靠拢,顶起汽车。图(a)、(b)为汽车内常备的两种类型的千斤顶,一种是“Y”形,另一种是“菱形”,摇动手柄,使螺旋杆转动,A、B间距离发生改变,从而实现重物的升降。若物重为G,AB与AC间的夹角为θ,螺旋杆保持水平,不计杆自身重力,则图(a)、(b)两种千斤顶螺旋杆的拉力大小之比为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.1∶3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【解析】选C。对“Y”形千斤顶的A点受力分析如图所示 将压力T分解为拉螺旋杆的力F1和压斜杆的力F,作出 平行四边形,可知T=G,F1=, 对“菱形”千斤顶的A点和C点受力分析如图所示 根据力的实际作用效果,首先将G分解为两个等大 的力F',有F'=,F'作用在A点,又可以分解为拉 螺旋杆的力F'1和压斜杆的力F2,由于ACBD是一个菱形,根据几何知识可得F2=F‘ 在A处可得F'1=2F'cosθ 所以F'1=·2cosθ==F1所以图(a)、(b)两种千斤顶螺旋杆的拉力大小之比为1∶1。故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【情境创新练】 10.(16分)如图甲所示,游乐场的设施上有一些小球,选取几个小球进行研究。 (1)球A正从一个积木上翻滚下来,球B静止在两块积木之间,图乙、丙是两个小球的示意图,假设所有接触面均光滑,请在图乙和图丙中画出它们受到的力。(图中黑点分别是两个小球的重心)(4分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案:(1)图见解析 【解析】(1)图乙中A球受到的力,如图1 图丙中B球受到的力,如图2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)已知所有积木都是长方体,图丙中积木C与小球B接触的表面与水平方向成37°,积木D的下表面紧贴C。小球B的重力为0.5 N。若按实际作用效果来分解B的重力,试求出这两个分力的大小各为多少。(6分) 答案: (2)0.4 N　0.3 N 【解析】(2)按实际作用效果来分解B的重力,两个分力方向都与接触面垂直,如图3 则G1=GBcos37°=0.5×0.8 N=0.4 N G2=GBsin37°=0.5×0.6 N=0.3 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3)将D在竖直平面内顺时针转过一个小角度后保持静止,如图丁所示,若按实际作用效果来分解B的重力,请定性分析此时小球B的重力的两个分力与第(2)问中的结果相比如何变化。(6分) 答案:(3)见解析 【解析】(3)D在竖直平面内顺时针转过一个小角度后,小球B的受力 情况如图4所示 小球B的重力的两个分力中G2方向不变,G1的大小和方向均改变;分 力G1、G2与重力GB构成封闭三角形,如图5所示: 由图5可知,分力G1逐渐增大,分力G2逐渐减小。 所以,此时小球B的重力的两个分力与第(2)问中的结果相比,分力G1 变大,分力G2变小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 $