4.1 科学探究：力的合成 同步练习-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

**基本信息** 本同步练习通过“基础过关”与“能力提升”分层设计，实现从力的合成概念理解到实际应用的进阶，强化物理观念与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关|力的合成基本规律、合力与分力关系、合力范围|以生活情境（提水桶、两人提水）考查概念辨析，单选与多选结合巩固基础| |能力提升|多力合成、动态变化、实际应用|结合千斤顶、牵引装置等实际问题，通过计算题深化受力分析与合成方法|

第1节 科学探究：力的合成 同步练习 基础过关 一、选择题 1.如图所示，一水桶上系有三条绳子a、b、c，分别用它们提起相同的水时，下列说法中正确的是(　　) A.a绳受力最大 B.b绳受力最大 C.c绳受力最大 D.三条绳子受力一样大 2.如图所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。关于此过程绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是(　　) A.不变 　　 B.逐渐减小 C.逐渐增大 　　 D.不能确定 3.如图所示，F1、F2为两个相互垂直的共点力，F是它们的合力。已知F1的大小等于3 N，F的大小等于5 N。若改变F1、F2的夹角，则它们的合力的大小还可能是(　　) A.0 B.4 N C.8 N D.12 N 4.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是(　　) A.当θ为120°时，F＝ B.不管θ为何值，均有F＝ C.当θ＝0时，F＝ D.θ越大时，F越小 5.(多选)对两个大小不等的共点力进行合成，则 (　　) A.合力一定大于每个分力 B.合力可能同时垂直于两个分力 C.合力的方向可能与一个分力的方向相反 D.两个分力的夹角在0°到180°之间变化时，夹角越小，合力越大 6.(多选)一物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列力的合力可能为零的是(　　) A.4 N、8 N、9 N B.7 N、4 N、3 N C.1 N、5 N、10 N D.1 N、8 N、8 N 能力提升 一、选择题 7.(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 8.如图所示，两个共点力F1、F2的大小一定，夹角θ是变化的，合力为F，在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况是(　　) A.从最小逐渐增大到最大 B.从最大逐渐减小到零 C.从最大逐渐减小到最小 D.先增大后减小 9．剪式千斤顶越来越得到广泛的应用，特别是在汽车换胎的时候。如图6所示，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为2.0×104 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°。则(　　) A．此时两臂受到的压力大小均为1.0×104 N B．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 N C．若继续摇动手把，两臂受到的压力将增大 D．若继续摇动手把，两臂受到的压力将减小 10.两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时合力大小为(　　) A. B. C. D. 11.(2026·江苏南通开学考)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 二．计算题： 12.在广州亚运会射箭女子个人决赛中，中国选手程明获得冠军。创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩。那么射箭时，若刚释放的瞬间弓弦的拉力为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中F所示。弓弦的夹角应为多大？(cos53°＝0.6) 13.如图所示，物体A、B都处于静止状态，其质量分别为mA＝5 kg，mB＝10 kg，OB呈水平，OP与竖直方向成45°角。g取10 m/s2，求： (1)三根细绳OP、OA、OB的拉力分别为多大？ (2)物体B与水平面间的摩擦力为多大？ 参考答案： 1.解析　对水桶研究：受到重力和绳子的两个拉力作用，根据平衡条件得知：两个拉力的合力与重力平衡，大小等于重力，方向竖直向上。根据两个分力大小一定时，夹角增大，合力减小可知，两个拉力的合力一定，夹角越小，绳子拉力越小，夹角越大，绳子拉力越大。根据几何关系得绳子越长，夹角越小，夹角越小，绳子的拉力越小，而绳子越短，夹角越大，绳子的拉力越大，c绳子夹角最大，故c绳受力最大。答案　C 2.解析　当改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降时，两绳间的夹角会逐渐变小，而它们的合力是不变的，故这两个分力的大小将会变小，选项B正确。答案　B 3.解析　由题意得F2＝＝4 N，故F1、F2的合力范围为1 N≤F≤7 N，选项B正确。答案　B 4.解析　两分力相等，由力的合成可知，θ＝120°时，F合＝F分＝G，θ＝0时，F分＝F合＝，故C正确，A、B错误；θ越大，在合力一定时，分力越大，故D错误。答案　C 5.解析　不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误；合力是两分力构成的平行四边形的对角线，而对角线不可能同时垂直两个边，故B错误；当两分力方向相反时，则合力可以与一个分力的方向相反，故C正确；两个大小不变的力，其合力随两力夹角的减小而增大，故D正确。答案　CD 6.解析　两个力的合力的范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2。三个力的合力的求法是先求两个力的合力，然后将这个合力与第三个力合成，得到总的合力。A中，前两个力的合力范围是4 N≤F′≤12 N，包含了9 N在内，当前两个力的合力大小正好为9 N，且与第三个力方向相反时，其总的合力为零，因此A正确；同理，B、D正确，C错误。答案　ABD 7.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。答案　A 8.解析　 在两分力大小一定的情况下，合力随着分力间夹角减小而增大，夹角为0°时合力最大；合力随着分力间夹角的增大而减小，夹角为180°时合力最小，所以C正确。答案　C 9.解析　两臂夹角为120°，所以受到的压力大小应该等于2.0×104 N，所以选项A错误；千斤顶对汽车的支持力大小应该等于汽车对千斤顶的压力，所以选项B错误；若继续摇动手把，则两臂夹角变小，所以两臂受到的压力将减小才能等于汽车对千斤顶的压力，所以选项D正确，C错误。答案　D 10.解析　假设两个力分别为F1、F2则 同向时：F1＋F2＝a ① 反向时：F1－F2＝b ② 当两力垂直时：F＝ ③ 由①②得F1＝，F2＝， 代入③得F＝，选项B正确。答案　B 11.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。答案　B 12.解析　弓弦拉力合成如图所示： 由几何知识得cos＝＝＝＝0.6 所以＝53° 可得α＝106° 答案　106° 13.解析　(1)先以A为研究对象， 可得拉力TOA＝mAg＝50 N 再以结点为研究对象，进行受力分析，如图所示： 由几何关系可知，TOB＝TOA＝50 N； TOP＝＝TOA＝50 N。 (2)对物体B受力分析， 根据平衡条件，B与水平面间的摩擦力 f＝TOB＝50 N。 答案　(1)50 N　50 N　50 N　(2)50 N 学科网（北京）股份有限公司 $