2027届高三物理一轮复习专项训练：2.3 力的合成与分解

**基本信息** 聚焦力的合成与分解，以基础探究和高阶突破为模块，通过平衡条件、正交分解等方法体系，构建从概念到应用的知识逻辑链，培养相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础探究-考点一|6题|平衡条件、三角形法则、合力范围分析|共点力合成概念→平行四边形法则→平衡应用| |基础探究-考点二|4题|正交分解、按效果分解、几何关系转化|力的分解方法→实际情境（曲辕犁、游泳）→分力计算| |高阶突破|3题|动态轨迹分析、机械结构建模、胡克定律综合|合成与分解综合→动态变化→复杂系统应用|

2027年新课标 高考总复习 《精讲精练》 第二章　相互作用 物理 学科网（北京）股份有限公司 第3课时　力的合成与分解 基础探究： 考点一　共点力的合成 1．两人共提一桶水缓慢前行，水桶受到的拉力示意图如图所示，则（　　） A．与间的夹角大些省力 B．与的大小与两力间的夹角无关 C．不论与间的夹角如何，两拉力的大小之和一定等于水和水桶的重力大小 D．不论与间的夹角如何，两拉力的合力大小一定等于水和水桶的重力大小 2．一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N．下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是（　　） A．物体所受静摩擦力不可能为2 N B．物体所受静摩擦力不可能为4 N C．物体可能仍保持静止 D．物体一定被拉动 3．（多选）某质点在同一平面内同时受三个共点力作用的四种情况分别如图甲、乙、丙、丁所示，已知图中每个正方形方格的边长表示大小为1N的力，则关于该质点所受合外力大小的说法错误的是（　　） A．图甲中质点所受的合外力大小等于4N B．图乙中质点所受的合外力大小等于5N C．图丙中质点所受的合外力等于0 D．图丁中质点所受的合外力等于3N 4．在平面内有作用于同一点的四个力，以力的作用点为原点O建立直角坐标系，如图所示，其中的大小为2N，方向沿x轴正方向，的大小为4N，方向沿y轴负方向，的方向沿x轴负方向，的方向沿y轴正方向，与未在图中标出。下列四种组合中，可使这四个力的合力方向指向第三象限的是（　　） A．， B．， C．， D．， 5．如图所示为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像（0≤θ≤360°），下列说法中正确的是（　　） A．合力大小的变化范围是0≤F≤10 N B．合力大小的变化范围是0≤F≤14 N C．这两个分力的大小分别为6 N和8 N D．这两个分力的大小分别为2 N和8 N 6．图甲所示是古代某次测量弓力时的情境，图乙为其简化图，弓弦挂在固定点O上，弓下端挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳，重物质量增减时弓弦始终处于弹性限度内，不计弓弦的质量和O点处的摩擦，忽略弓身的形变，则（　　） A．若减少重物的质量，OA与OB的夹角不变 B．若增加重物的质量，OA与OB的夹角减小 C．若减少重物的质量，弓弦的长度不变 D．若增加重物的质量，弓弦的长度变短 考点二　力的分解 1．唐代《耒耜经》记载了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和，，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大 B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 2．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，则该力在水平方向的分力大小为（　　） A． B． C．F D． 3．超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出),工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣．当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开．已知锥形金属筒底部的圆锥角刚好是120°,弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F,小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力) A． B．F C． D．2F 4．图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（　　） A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小 B．木锲对每个木块的压力均为 C．木块对最右侧的油饼有挤压作用 D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力 高阶突破： 1．某兴趣小组探究分力、与合力F的关系。保持合力F的大小和方向不变，分力的大小不变，在如图所示平面内改变分力的方向，分力的箭头的轨迹图形为（　　） A． B．C． D． 2．射箭是奥运会比赛项目之一，如图甲为运动员射箭的场景。发射时弦和箭可等效为图乙，已知弦均匀且弹性良好，其弹力满足胡克定律，自由长度为，劲度系数为，发射箭时弦的最大长度为（弹性限度内）。此时弓的顶部跨度（虚线长）为，（假设箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上），求箭被发射瞬间所受的最大弹力为（    ） \ A． B． C． D． 3．某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C 的重力不计，图中a=0.6m，b=0.1 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为 A．3 B．4 C．5 D．6 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 基础探究： 考点一　共点力的合成 1．D 【详解】A．设两个力与竖直方向的夹角为θ，则 与间的夹角越小，则两力越小，即与间的夹角小些省力，选项A错误； B．两力间的夹角越大，则与越大，选项B错误； CD．由平衡知识可知，不论与间的夹角如何，两拉力的合力大小一定等于水和水桶的重力大小，只有当两力夹角为0°度时，两拉力的大小之和才等于水和水桶的重力大小，选项C错误，D正确。 故选D。 2．C 【分析】根据题中物理情景描述”可知，本题考查多力合成，根据力合成的规律/方法，运用力的三角形法等，进行分析推断。 【详解】A．2 N和2 N的力的合力范围为 3 N在此范围内，故当两个2 N的力的合力为3 N，且与第三个力大小相等方向相反时，三个力的合力为0，故2 N、2 N、3 N三个力的合力范围为 2 N在三个力的合力范围内，故当三个力的合力为2 N时，物体所受静摩擦力为2 N，故A错误； B．4 N在三个力的合力范围内，故当三个力的合力为4 N时，物体所受静摩擦力为4 N，故B错误； CD．当三个力的合力小于或等于最大静摩擦力5 N时，物体仍保持静止状态，故C正确，D错误． 故选C。 3．ACD 【详解】A．对甲，先将与合成，合力为向左的3N，然后再用勾股定理，求得、、的合力等于5N，故A错误； B．对乙，先将与沿水平和竖直方向正交分解，水平分量相等，竖直分量分别为1N和2N，再与合成，求得合力等于5N，故B正确； C．对丙，和的合力与等大同向，则三力的合力为，即合力等于6N，故C错误； D．根据三角形法则，丁图中合力等于0，故D错误。 本题选错误的，故选ACD。 4．D 【详解】A．当、时，与的合力沿x轴正方向，与的合力沿y轴正方向，这四个力的合力方向指向第一象限，故A错误； B．当、时，与的合力沿x轴负方向，与的合力沿y轴正方向，这四个力的合力方向指向第二象限，故B错误； C．当、时，与的合力沿x轴正方向，与的合力沿y轴负方向，这四个力的合力方向指向第四象限，故C错误； D．当、时，与的合力沿x轴负方向，与的合力沿y轴负方向，这四个力的合力方向指向第三象限，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】由题图可知，当两分力夹角为时，两分力的合力最小且为2 N，则有 而当两分力夹角为时，两分力的合力为10 N，则有 联立解得 当二力同向时合力最大且为 故合力大小的变化范围是 故选C。 6．B 【详解】设弓弦的张力为F，两侧弓弦与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件公式有 增加重物质量，θ减小，OA与OB的夹角减小，根据胡克定律可知，弓弦的长度变长。反之，减小重物质量，OA与OB的夹角增大，弓弦的长度变短。 故选B。 考点二　力的分解 1．B 【详解】A．将拉力F正交分解如下图所示 则在x方向可得出 Fx曲 = Fsinα Fx直 = Fsinβ 在y方向可得出 Fy曲 = Fcosα Fy直 = Fcosβ 由题知α < β则 sinα < sinβ cosα > cosβ 则可得到 Fx曲 < Fx直 Fy曲 > Fy直 A错误、B正确； CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。 故选B。 【点睛】 2．D 【详解】沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为 故选D。 3．A 【详解】将力F分解为沿垂直于钉柱的压力和垂直斜面的压力，则由几何关系可知，则每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为，故选A. 4．A 【详解】AB．将F分解如图所示： 由图可知 θ设计得较小时，F不变时，木楔对每个木块的压力F1越大，木块对油饼的压力也会越大，故A正确，B错误； C．木块与最右侧油饼不接触，则对最右侧的油饼没有挤压作用，故C错误； D．由牛顿第三定律可知，木块对油饼的压力与油饼对木块的压力等大反向，故D错误； 故选A。 高阶突破： 1．A 【详解】若以O点为坐标原点，以的方向为轴正向建立坐标系，设与的夹角为，则合力的箭头的坐标满足, 联立化简得 因保持合力F的大小和方向不变，分力的大小不变，则使与的夹角从逐渐增大到的过程中，的箭头的轨迹图形为圆，A正确。 故选A。 2．B 【详解】设弦达到最大长度时与箭的夹角为，由图中几何关系可得 可得 箭被发射瞬间所受的最大弹力为 故选B。 3．A 【详解】设力F与水平方向的夹角为θ，将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示．则有： 2F1cosθ=F 则得 再将F2按作用效果分解为FN和FN′，作出力的分解图如图乙所示． 则有： FN=F2sinθ 联立得到：    根据几何知识得可知 ； 得到： FN=3F A．3，与结论相符，选项A正确；     B．4，与结论不相符，选项B错误； C．5，与结论不相符，选项C错误；     D．6，与结论不相符，选项D错误； $