第5讲 力的合成与分解 课后分层作业（含基础知识网络图） - 2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以力的合成与分解为核心，通过基础概念梳理-分层题型训练-综合能力提升的逻辑链条，构建从概念到应用的系统性复习，注重物理观念和科学思维的培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|3个知识点|力的合成、分解及矢量标量概念|概念生成：矢量运算基础→合成法则→分解方法| |基础题型|8题（含3道高考/模拟真题）|共点力合成、实际情境分解、模型应用（活结死结/动杆定杆）|原理应用：基础计算→情境迁移→模型建构| |能力提升|3题|多体系统、动态平衡、运动合成综合|拓展推导：单一物体→系统分析→复杂情境| |挑战拓展|1题|实验情境下的力的合成应用|创新探究：理论应用→实验验证→科学论证|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 第5讲　力的合成与分解 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ 1.力的合成 2.力的分解 3.矢量和标量 ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　共点力的合成 1.如图所示,虚线表示分力F1的作用线,另一个分力的大小为F2、且与合力F大小相等。则F1的大小为(　　) A.F B.2F C.F D.3F 2.射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目,如图甲所示,射箭时,刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示,则弓弦的夹角α应为(cos 53°=0.6)(　　) A.53° B.127° C.143° D.106° 3.(2025·浙江1月选考,3)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.双臂夹角越大受力越小 B.杠铃对每只手臂作用力大小为605 N C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 4.(2025·江西南昌模拟)如图所示,六根材质相同、原长均为x0的轻质弹簧的端点两两相连,在六个大小相等、方向互成60°角的恒定拉力F作用下,形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为d,弹簧均在弹性限度范围内,则每根弹簧的劲度系数为(　　) A. B. C. D. 题型2　力的分解 5.(2026·重庆八中模拟)如图所示,风对帆面的作用力F垂直于帆面,它能分解成两个分力F1、F2,其中F2垂直于航向方向,会被很大的横向阻力平衡,F1沿着航向方向,提供动力。若帆面与航向之间的夹角为θ,下列说法正确的是(　　) A.F2=F1tan θ B.F2=Fsin θ C.船受到的横向阻力大小为 D.船前进的动力大小为F2tan θ 6.(2024·河北卷,5)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向,读数为1.0 N,g取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小为(　　) A. N B.1.0 N C. N D.2.0 N 题型3　“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”的问题 7.(2025·江西萍乡模拟)如图,甲、乙为两种吊装装置,杆OA的端点O分别固定在水平地面和竖直墙面上,另一端固定一个光滑定滑轮。轻绳绕过光滑定滑轮,一端固定在B点,另一端连接两个相同的物块。装置中的θ均为30°,乙装置中的杆OA水平,定滑轮的质量不计,则甲、乙装置中,定滑轮受到轻绳的作用力大小之比为(　　) A.∶1 B.1∶ C.∶2 D.2∶ 8.(2026·河北唐山模拟)如图所示的轻杆AB和CD一端分别用铰链固定在竖直墙上,AB杆水平,CD杆与竖直方向成37°角,D端顶在AB杆上,在D端正上方对轻杆AB施加一竖直向下的力F=50 N,整个装置保持静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则两杆间的动摩擦因数μ的取值范围为(　　) A.μ≤0.5 B.μ≥0.5 C.μ≤0.75 D.μ≥0.75 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(多选)如图所示,在竖直平面内有固定的半径为R的半圆轨道,其两端点M、N连线水平。将一轻质小环A套在轨道上,一细线穿过轻环,一端系在M点,另一端系一质量为m的小球,小球恰好静止在图示位置。不计一切摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.细线对M点的拉力大小为mg B.轨道对轻环的支持力大小为mg C.细线对轻环的作用力大小为mg D.图示位置时MA=R 10.(2026·浙江北斗星盟高中联考)如图所示,物块A与B用跨过滑轮的轻绳相连,稳定后,轻绳OP与水平方向夹角为θ=,OA和OB与OP的延长线的夹角分别为θ1和θ2。已知GB=100 N,地面对物块B的弹力为FNB=80 N,不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦,下列说法正确的是(　　) A.θ1<θ2 B.物块A的重力40 N C.OP绳子的拉力为20 N D.地面对物块B的摩擦力为20 N 11.如图(a)为运动员投掷铅球的某瞬间,以该时刻铅球球心为坐标原点建立如图(b)所示的直角坐标系,x、y轴分别沿水平方向和竖直方向,手对铅球的作用力F与y轴的夹角为θ,铅球受到的合力F合与x轴的夹角也为θ。已知重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　) A.F沿y轴方向的分力等于铅球的重力 B.F、F合沿x轴方向的分力不相等 C.铅球的质量为 D.F合与F的关系为F合=Fsin θ ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2026·河北衡水联考)将一根长195 cm的细钢丝的两端分别用螺丝固定在两个相同的小木块上,取两根长98.5 cm的硬质轻木条,在顶点用铰链连接起来。将两木块分开,拉直钢丝,放在比较光滑的水平面上,然后将两轻木条的自由端分别卡在两木块的凹槽内,用手指在顶点铰链处用大小为F的力下按,细钢丝就会被拉断。该实验中,细钢丝被拉断前瞬间承受的拉力大小约为(　　) A.F B.F C.F D.F 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 课后分层作业 答案与解析 第5讲　力的合成与分解 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 分数：_________ ❀ 重知识 · 牢地基 ❀ 1.力的合成 2.力的分解 3.矢量和标量 ❀ 夯基础 · 保本科 ❀ 题型1　共点力的合成 1.如图所示,虚线表示分力F1的作用线,另一个分力的大小为F2、且与合力F大小相等。则F1的大小为(　　) A.F B.2F C.F D.3F 答案　C 解析　根据力的平行四边形定则作图,如图所示,根据几何关系可知F1=F,故C正确。 2.射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目,如图甲所示,射箭时,刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示,则弓弦的夹角α应为(cos 53°=0.6)(　　) A.53° B.127° C.143° D.106° 答案　D 解析　以箭与弓弦交点作为研究对象,根据题图乙可知F1=F2,由力的合成法则,得2F1cos =F,得cos ===0.6,解得α=106°,故D正确。 3.(2025·浙江1月选考,3)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.双臂夹角越大受力越小 B.杠铃对每只手臂作用力大小为605 N C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 答案　D 解析　双臂所受杠铃作用力的合力的大小等于杠铃的重力大小,双臂的夹角越大,受力越大,A错误;杠铃的重力为G=mg=121×10 N=1 210 N,手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为θ,根据平衡条件可知2Fcos θ=G,结合cos θ<1,则杠铃对每只手臂的作用力F>605 N,B错误;杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C错误;加速举起杠铃,人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。 4.(2025·江西南昌模拟)如图所示,六根材质相同、原长均为x0的轻质弹簧的端点两两相连,在六个大小相等、方向互成60°角的恒定拉力F作用下,形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为d,弹簧均在弹性限度范围内,则每根弹簧的劲度系数为(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　正六边形外接圆的半径为0.5d,此时弹簧的长度为0.5d,伸长量x=0.5d-x0,由胡克定律可知,每根弹簧的弹力F0=kx=k(0.5d-x0),两相邻弹簧的夹角为120°,两相邻弹簧弹力的合力F合=k(0.5d-x0),弹簧静止处于平衡状态,由平衡条件可知,每个拉力大小F=F合=k(0.5d-x0),解得k=,故A正确。 题型2　力的分解 5.(2026·重庆八中模拟)如图所示,风对帆面的作用力F垂直于帆面,它能分解成两个分力F1、F2,其中F2垂直于航向方向,会被很大的横向阻力平衡,F1沿着航向方向,提供动力。若帆面与航向之间的夹角为θ,下列说法正确的是(　　) A.F2=F1tan θ B.F2=Fsin θ C.船受到的横向阻力大小为 D.船前进的动力大小为F2tan θ 答案　D 解析　根据几何关系可得=tan θ,=cos θ,解得F2=,F2=Fcos θ,故A、B错误;根据题意可知,船受到的横向阻力与F2等大反向,即等于Fcos θ,故C错误;船前进的动力为沿着航向的正方向的分力F1,则F1=F2tan θ,故D正确。 6.(2024·河北卷,5)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向,读数为1.0 N,g取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小为(　　) A. N B.1.0 N C. N D.2.0 N 答案　A 解析　对球体受力分析,如图所示, 正交分解列方程,x轴方向有FN1sin 30°=FN2sin 30°,y轴方向有FN1cos 30°+FN2cos 30°+F=mg,联立解得FN1= N,A正确。 题型3　“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”的问题 7.(2025·江西萍乡模拟)如图,甲、乙为两种吊装装置,杆OA的端点O分别固定在水平地面和竖直墙面上,另一端固定一个光滑定滑轮。轻绳绕过光滑定滑轮,一端固定在B点,另一端连接两个相同的物块。装置中的θ均为30°,乙装置中的杆OA水平,定滑轮的质量不计,则甲、乙装置中,定滑轮受到轻绳的作用力大小之比为(　　) A.∶1 B.1∶ C.∶2 D.2∶ 答案　A 解析　设重物的重力为G,在甲、乙装置中,每段绳的拉力大小等于重物的重力大小G,根据平行四边形定则,可得F甲=2Gcos 30°=G,F乙=2Gcos 60°=G,所以F甲∶F乙=∶1,故A正确。 8.(2026·河北唐山模拟)如图所示的轻杆AB和CD一端分别用铰链固定在竖直墙上,AB杆水平,CD杆与竖直方向成37°角,D端顶在AB杆上,在D端正上方对轻杆AB施加一竖直向下的力F=50 N,整个装置保持静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则两杆间的动摩擦因数μ的取值范围为(　　) A.μ≤0.5 B.μ≥0.5 C.μ≤0.75 D.μ≥0.75 答案　D 解析　对CD杆上的D点受力分析如图所示,由平衡条件得F1sin 37°=Ff,F1cos 37°=F',F'=F,解得F1=62.5 N,Ff=37.5 N,又因为Ff≤μF',联立解得μ≥0.75,故D正确。 ❀ 提能力 · 冲211 ❀ 9.(多选)如图所示,在竖直平面内有固定的半径为R的半圆轨道,其两端点M、N连线水平。将一轻质小环A套在轨道上,一细线穿过轻环,一端系在M点,另一端系一质量为m的小球,小球恰好静止在图示位置。不计一切摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.细线对M点的拉力大小为mg B.轨道对轻环的支持力大小为mg C.细线对轻环的作用力大小为mg D.图示位置时MA=R 答案　BD 解析　轻环两侧细线的拉力大小相等,均为FT=mg,则细线对M点的拉力大小为mg,故A错误;轻环两侧细线的拉力与轻环对半圆轨道的压力的夹角相等,设为θ,由OA=OM得∠OMA=∠MAO=θ,则3θ=90°,得θ=30°,轻环受力平衡,则轨道对轻环的支持力大小FN=2mgcos θ=mg,故B正确;细线对轻环的作用力是轻环两侧细线拉力的合力,大小为FN'=FN=mg,此时MA=2Rcos θ=R,故C错误,D正确。 10.(2026·浙江北斗星盟高中联考)如图所示,物块A与B用跨过滑轮的轻绳相连,稳定后,轻绳OP与水平方向夹角为θ=,OA和OB与OP的延长线的夹角分别为θ1和θ2。已知GB=100 N,地面对物块B的弹力为FNB=80 N,不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦,下列说法正确的是(　　) A.θ1<θ2 B.物块A的重力40 N C.OP绳子的拉力为20 N D.地面对物块B的摩擦力为20 N 答案　B 解析　由于滑轮两边绳子拉力大小相等,且滑轮两边绳子拉力的合力等于轻绳OP拉力的大小,OP的方向沿着两根绳子拉力的夹角的角平分线上,则θ1=θ2=,故A错误;根据几何关系,连接物块B的绳子与水平方向夹角为,对B受力分析,有Ff=FTcos ,FNB+FTsin =GB,又FT=GA,联立解得GA=40 N,Ff=20 N,故B正确,D错误;据前分析结合平行四边形定则,有F=2FTcos =40 N,故C错误。 11.如图(a)为运动员投掷铅球的某瞬间,以该时刻铅球球心为坐标原点建立如图(b)所示的直角坐标系,x、y轴分别沿水平方向和竖直方向,手对铅球的作用力F与y轴的夹角为θ,铅球受到的合力F合与x轴的夹角也为θ。已知重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　) A.F沿y轴方向的分力等于铅球的重力 B.F、F合沿x轴方向的分力不相等 C.铅球的质量为 D.F合与F的关系为F合=Fsin θ 答案　C 解析　铅球还受到重力的作用,作出力的矢量三角形,如图所示,可知F合为F和铅球重力的合力,则F和F合沿x轴方向的分力相等,即F合cos θ=Fsin θ,得F合=Ftan θ,B、D错误,同理,沿y轴方向分解,有Fcos θ-mg=F合sin θ,即Fcos θ=F合sin θ+mg,可得Fcos θ>mg,m=,A错误,C正确。 ❀ 迎挑战 · 搏985 ❀ 12.(2026·河北衡水联考)将一根长195 cm的细钢丝的两端分别用螺丝固定在两个相同的小木块上,取两根长98.5 cm的硬质轻木条,在顶点用铰链连接起来。将两木块分开,拉直钢丝,放在比较光滑的水平面上,然后将两轻木条的自由端分别卡在两木块的凹槽内,用手指在顶点铰链处用大小为F的力下按,细钢丝就会被拉断。该实验中,细钢丝被拉断前瞬间承受的拉力大小约为(　　) A.F B.F C.F D.F 答案　B 解析　把竖直向下的力F沿两木条方向分解,如图甲所示,设两木条之间的夹角为θ,由几何关系可知tan==,则木条作用于木块上的力为F1=F2=,木条对木块的作用力F1产生两个效果,竖直向下压木块的力F1″和沿水平方向推木块的力F1',如图乙所示,细钢丝上的张力FT与F1'大小相等,即FT=F1sin=·sin=Ftan=F,B正确。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $