第5讲 力的合成与分解 专项练习-2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 以共点力合成与分解为核心，通过三级训练体系整合平行四边形定则、三角形定则等方法，构建从基础计算到实际应用的相互作用观念培养路径。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练|共点力合成4题、力的分解4题|合力范围计算、动态平行四边形分析、正交分解法|从合成法则（平行四边形/三角形定则）到分解应用（效果分解/正交分解），形成“法则-计算-应用”逻辑链| |综合提升练|4题（耙地/斜拉桥等情境）|实际情境力的合成、对称模型受力分析|结合生活/工程情境，强化科学推理与模型建构，体现相互作用观念的实际应用| |培优加强练|1题（实验探究）|轨迹方程推导、动态分力分析|通过实验情境深化科学探究，衔接数学方法与物理规律，提升质疑创新能力|

第5讲 力的合成与分解 同步练习 基础对点练 1． 选择题： 对点1　共点力的合成 1.(2026·江苏无锡期中)作用在物体上的三个共点力，其大小分别为2 N、8 N、9 N，其合力最小值是(　　) A.0 B.6 N C.8 N D.1 N 2.如图，现有两个相互垂直、大小相等的共点力F1、F2。现保持F1不变，只将F2的方向沿顺时针方向绕作用点转动90°，则在此过程中F1、F2的合力(　　) A.变小 B.变大 C.先变大后变小 D.与F1夹角减小 3.如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角)。在图中所示的方向关系中，三个力的合力最大的是(　　) 4.两个力F1和F2之间的夹角为θ，其合力为F。以下说法正确的是(　　) A.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大 B.若F1和F2大小不变，θ角减小，合力F一定增大 C.若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，合力F一定增大 D.若F1和F2大小不变，合力F与θ的关系图像如图所示，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的变化范围是2 N≤F≤10 N 对点2　力的分解 5.如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为30°，则该力在水平方向的分力大小为(　　) A.2F B.F C.F D.F 6.(2026·江苏镇江期中)如图所示AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°。如果把球的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为(　　) A.G，G B.G，G C.G，G D.G，G 7.如图所示，蜘蛛用蛛丝将自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则(　　) A.F1的竖直分力大于F2的竖直分力 B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力 C.F1的水平分力大于F2的水平分力 D.F1的水平分力等于F2的水平分力 8.将力F=10 N分解成两个分力，已知其中一个分力与F的夹角为30°，另一个分力的大小为7 N，则在分解时可能(　　) A.有无数组解 B.有两组解 C.有唯一解 D.无解 综合提升练 1． 选择题： 9.耙在中国已有1 500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B=60°，拉力大小均为F，平面AO1B与水平面的夹角为30°(O2为AB的中点)，如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是(　　) A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为F C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为 10.白石天河大桥的桥梁全长826 m，主桥宽27.5 m，桥梁设计为独塔单索面斜拉桥(所有钢索都处在同一竖直平面内)，将白鹭的造型应用于桥塔之上，犹如两只白鹭比翼双飞，充分体现了巢湖沿岸独特的水鸟意境，其索塔与钢索如图所示。下列说法中正确的是(　　) A.增加钢索的数量，可以减小索塔受到的向下的压力 B.为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度 C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相等时，钢索对索塔的合力竖直向下 D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布 11.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(在弹性限度内)，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，忽略一切摩擦。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，则下列说法正确的是(　　) A.口罩带对耳朵的作用力方向与水平方向夹角为37° B.口罩带对耳朵的作用力方向与水平方向夹角为53° C.耳朵受到的口罩带的作用力为2kx D.耳朵受到的口罩带的作用力为kx 12.(2026·江苏南通高三开学考)竖直悬挂的重物与滑轮组成的“牵引治疗装置”如图，绳子足够长，不改变重物，下列操作可使装置对腿部的牵引力增大的是(　　) A.上移悬点A B.下移滑轮B C.下移滑轮C D.向右移腿部 培优加强练 13.(2026·江苏宿迁期中)在探究两个互成角度的力的合成规律实验中。在如图所示平面内，保持合力F不变，分力F1的大小不变，改变F1的方向，则分力F2箭头端的轨迹为(　　) 参考答案： 1.答案　A解析　2 N与8 N的两个力的合力最小值为6 N，最大值为10 N，当2 N与8 N的两个力的合力方向与9 N的力方向相反，且大小为9 N时，三个力合力最小，最小值为0，A正确。 2.答案　A解析　两个共点力的大小相等，夹角从90°一直增加到180°的过程中，根据平行四边形定则可知，合力大小一直变小，方向与F1夹角一直变大，故A正确。 3.答案　C解析　 由三角形定则可知，A中的合力大小为2F1，B中的合力为0，C中的合力大小为2F2，D中的合力大小为2F3，由于F2是直角三角形的斜边，所以F2最大，故C正确。 4.答案　B解析　合力F的取值范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2，所以合力F不一定总比分力F1和F2中的任何一个力都大，故A错误;根据余弦定理可得合力大小为F=，θ角减小，则合力F一定增大，故B正确;若夹角θ为钝角，θ不变，F1大小不变，F2增大，合力F可能减小，故C错误;由题图知，当θ=180°时，F合=2 N，即|F1-F2|=2 N，当θ=90°时，F合'=10 N，即=10 N，解得F1=6 N，F2=8 N或F1=8 N，F2=6 N，故2 N≤F≤14 N，故D错误。 5.答案　D解析　沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则该力在水平方向的分力大小为Fcos 30°=F，故D正确。 6.答案　A解析　根据重力压两个光滑斜面的作用效果，将重力分解为与两斜面分别垂直的G1和G2，根据平行四边形定则作出力的示意图，如图所示，由几何关系可得G1=Gcos 30°=G，G2=Gsin 30°=G，故A正确。 7.答案　D解析　对结点O受力分析，根据平衡条件，水平方向有F1sin α=F2sin β=Fx，即F1的水平分力等于F2的水平分力，C错误，D正确;F1的竖直分力为F1y=F1cos α= ，F2的竖直分力为F2y=F2cos β=，由tan α>tan β可知，F1y<F2y，A、B错误。 8.答案　B解析　已知一个分力有确定的方向，与F成30°夹角，知另一分力的最小值为Fsin 30°=5 N，而题中所给另一个分力大小为7 N，大于5 N，小于10 N，所以分解时有两组解，如图，故B正确，A、C、D错误。 9.答案　B解析　两根耙索的合力大小为F'=2Fcos 30°=F，A错误，B正确;由平衡条件得，地对耙的水平阻力大小为Ff=F'cos 30°=F，C、D错误。 10.答案　C解析　对桥身进行受力分析可知，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力大小相等、方向相反，则钢索对索塔向下的压力数值上等于桥身的重力，即增加钢索的数量，钢索对索塔的压力大小恒定不变，A错误;合力一定，分力间的夹角越小，则分力越小，为了减小钢索承受的拉力，应该适当增大索塔的高度，达到减小钢索间夹角的目的，B错误;根据对称性可知，索塔两侧钢索对称分布，拉力大小相等时，水平分力抵消，钢索对索塔的合力竖直向下，C正确;若索塔两侧的钢索不是对称分布，受力分析如图所示，当索塔受到钢索的合力竖直向下时，则有FACsin α=FABsin β，即只要满足=，索塔受到钢索的合力竖直向下，即索塔两侧的钢索可以不是对称分布，D错误。 11.答案　D解析　弹性轻绳被拉长了x，同一根轻绳拉力大小相等，即FAB=FDE=kx，将FAB、FDE分别正交分解，如图，则Fx=FABcos 37°+FDEcos 53°=kx，Fy=FABsin 37°+FDEsin 53°=kx，则耳朵受到的口罩带的作用力F==kx。设作用力方向与水平方向夹角为θ，tan θ==1，即口罩带对耳朵的作用力方向与水平方向夹角为45°，故D正确，A、B、C错误。 12.答案　B解析　对与腿连接处滑轮受力分析如图，可知腿部受到的牵引力与FB、FC两拉力的合力大小相等，FB、FC两拉力大小等于重物的重力G，则有F=，不改变重物，即G不变，使装置对腿部的牵引力F增大，需要减小两段绳子间的夹角θ，可通过下移滑轮B，或者上移滑轮C，或者向左移腿部实现，故B正确。 13.答案　B解析　若以O点为坐标原点，以合力F的方向为x轴正方向建立坐标系，设F与F1的夹角为θ，则力F2的箭头的坐标满足x+F1cos θ=F，y=-F1sin θ，联立化简得(x-F)2+y2=，因保持合力F的大小和方向不变，分力F1的大小不变，则使F1与F的夹角从0逐渐增大到360°的过程中，F2的箭头的轨迹图形为圆，故B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $