第2章 第2讲 力的合成与分解（Word练习）-【精讲精练】2027年高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦力的合成与分解专项，以平行四边形定则为核心，通过基础概念辨析与实际情境应用，构建从静态分解到动态平衡的递进式训练体系，强化科学思维中的模型建构与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础题组|8题（含1实验题）|平行四边形定则应用、力的分解极值分析、合力与分力关系判断|从矢量概念（第2题）到合成法则（第3题），再到实验验证（第6题），形成“概念-原理-验证”逻辑链| |提升题组|4题（含1计算题）|动态平衡条件、几何法处理极值问题、多力合成的等效替代|结合实际情境（舰载机阻拦、滑轮系统），深化“静态分解→动态变化→实际应用”的知识拓展，突出科学论证能力|

[对应学生用书第379页] 说明：单项选择题每小题3分，多项选择题每小题4分，共36分；非选择题共1小题，共12分；本试卷共48分。 [基础题组] 1．舰载机保持牵引力F的大小不变在匀速航行的航母上降落时因受到阻拦而静止，此时阻拦索的夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为(　　) A．　 　 B．F　 　 C．F　 　 D．2F 答案　B 2．两个分力F1和F2之间的夹角为θ，其合力为F，下列说法正确的是(　　) A．合力F等于F1和F2的代数和 B．若F1和F2的大小不变，夹角θ越小，合力F也一定越小 C．若夹角θ不变，F1和F2都减小，合力F可能增大 D．若夹角θ不变，F1的大小不变，F2增大，则合力F一定增大 解析　F1和F2的矢量和等于F，不是代数和，故选项A错误；由平行四边形定则可知，若F1和F2大小不变，夹角θ越小，合力F越大，故选项B错误；如果F1和F2两个力反向且F1比F2减小得多，则合力增大，故选项C正确；若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，若F2与F1反向且F1＞F2，则合力F减小，故选项D错误。 答案　C 3．关于共点力的合成，下列说法正确的是(　　) A．两个分力的合力一定比分力大 B．两个分力的大小一定，夹角越大，合力越小 C．有两个分力，其中一个力增大，另外一个力不变，合力一定增大 D．现有三个力，大小分别为3 N、6 N、8 N，这三个力的合力的最小值为1 N 解析　合力可以比分力都大，也可以比分力都小，或者大于一个分力，小于另一个分力，选项A错误；力的合成满足平行四边形定则，当两个分力的大小一定，若夹角越大，则平行四边形中与分力共顶点的对角线越短，即合力越小，故选项B正确；当两个力方向相反时，若其中一个力大小不变，另一个力增大时，合力将变小，选项C错误；3 N和6 N进行力的合成后，合力的范围为3～9 N，第三个力8 N在这个范围内，故这三个力的最小合力为0，选项D错误。 答案　B 4．如图所示，F1、F2(F1＜F2)为有一定夹角的两个力，L为过O点的一条共面直线，当L取什么方向时，F1、F2在L上的分力之和最小(　　) A．F1的方向 B．F1、F2夹角的角平分线的方向 C．F1、F2合力的方向 D．与F1、F2合力相垂直的方向 解析　F1和F2在L上的分力等价于F1和F2的合力在L上的分力，而F1和F2的合力要分解在L上的力最小，就应该取垂直于F1、F2的合力方向，因为分解在其他方向都会使这个分力减小的，故选项D正确。 答案　D 5．(多选)已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为F，方向未知，则F1的大小可能是(　　) A．F B．F C．F D．F 解析　由平行四边形定则画出力的分解示意图，如图所示。 F的另一分力F2的最小值为 F sin 30°＝F。 因F2>F，由图可知F1的大小有两个可能值。 FF2″＝F cos 30°＝F F2F2″＝＝ ＝F 所以F1＝FF2″－F2F2″＝F－F＝F 或F1＝FF2″＋F2″F2′＝F＋F＝F 故选项A、C正确。 答案　AC 6．(多选)如图所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，用A、B两弹簧测力计拉橡皮条的结点，使其到达O点处，此时α＋β>90°，然后保持弹簧测力计B的示数不变而减小β，为保持结点O的位置不变，可采取的办法是(　　) A．减小A的读数，同时减小α角 B．减小A的读数，同时增大α角 C．增大A的读数，同时减小α角 D．增大A的读数，同时增大α角 解析　要使结点不变，应保证合力不变，故可以根据平行四边形定则作图进行分析。O点位置不变，即合力大小和方向不变，保持B的示数不变，即B的拉力大小不变，即一个分力大小不变，一个分力大小和方向都变化，要减小β，如图所示，根据平行四边形定则可得减小A的读数，同时减小α角或减小A的读数，同时增大α角，选项A、B正确。 答案　AB 7．如图所示，圆的直径为AB，圆心为O，P为圆弧上的一点。三个共点力分别为F1、F2、F3，若F2＝4 N，则它们的合力大小为(　　) A．12 N B．8 N C．6 N D．4 N 解析　以F1、F3为邻边作平行四边形，由几何特征，可知平行四边形是矩形，则合力F13＝2F2，故F1、F2、F3的合力F＝3F2＝12 N，所以A正确。 答案　A 8．如图所示，在竖直的墙面上用铰链固定一可绕O点自由转动的轻杆，将一根满足胡克定律的橡皮筋两端分别固定在轻杆上的A、C两点，轻质动滑轮跨过橡皮筋悬挂一定质量的钩码。开始时轻杆处于水平位置，橡皮筋的总长度为L0，忽略滑轮与橡皮筋间的摩擦。若将轻杆沿顺时针方向转过一个角度Δθ＝10°，橡皮筋的总长度为L1；若将轻杆沿逆时针方向转过一个角度Δθ′＝10°，橡皮筋的总长度为L2。下列关于L0、L1和L2的关系正确的是(　　) A．L1＝L2＝L0　　 B．L1＝L2<L0 C．L1＝L2>L0 D．L1<L2<L0 解析　以滑轮为研究对象进行受力分析，如图所示。设橡皮筋与水平方向的夹角分别为α和β，同一根橡皮筋拉力大小相等，即F1＝F2，则平衡时有F1cos β＝F2cos α，解得α＝β，两根橡皮筋与竖直方向的夹角相等设为θ，根据平衡条件可得2F1cos θ＝mg，橡皮筋两端的水平距离为d，伸长为L，则sin θ＝，无论将轻杆怎样转动，d均减小，则θ减小，cos θ增大，F1、F2均减小，根据胡克定律可得橡皮筋的长度减小；将轻杆沿顺时针方向转过一个角度Δθ＝10°，或将轻杆沿逆时针方向转过一个角度Δθ′＝10°，θ的变化量相同，此时橡皮筋的拉力相同。综上所述可知L1＝L2<L0，故选项B正确。 答案　B [提升题组] 9．(多选)一光滑的轻滑轮用细绳OA悬挂于O点，站在地面上的人用跨过滑轮的轻绳拉住沙漏斗，在沙子缓慢漏出的过程中，人握住轻绳保持不动，在这一过程中(　　) A．细绳OA的张力保持不变 B．细绳OA的张力逐渐增大 C．人对地面的压力逐渐增大 D．人对地面的摩擦力逐渐减小 解析　轻滑轮的重力不计，受三个拉力而平衡，三个拉力的方向均不变，故细绳OA与竖直方向夹角不变，随着沙子缓慢漏出，拴沙漏斗的绳子的拉力F不断减小，所以OA绳的张力不断减小，故A、B错误；对人受力分析，如图所示，根据平衡条件有Ff＝F sin θ，FN＝mg－F cos θ，由于F减小，故支持力增大，摩擦力减小，根据牛顿第三定律，人对地面的压力增大、摩擦力减小，故C、D正确。 答案　CD 10．实际生活中常常利用如图所示的装置将重物吊到高处。现有一质量为M的同学欲将一质量也为M的重物吊起。已知绳子在水平天花板上的悬点与定滑轮固定点之间的距离为L，不计滑轮的大小、滑轮与绳所受的重力及滑轮受到的摩擦力。当该同学把重物缓慢拉升到最高点时，动滑轮与天花板间的距离为(　　) A．L 　 B．L 　 C．L 　 D．L 解析　当该同学把重物缓慢拉升到最高点时，绳子的拉力等于人的重力，即为Mg，而重物的重力也为Mg，设绳子与竖直方向的夹角为θ，可得2Mg cos θ＝Mg，则θ＝60°，此时动滑轮与天花板的距离为d＝＝L，所以选项A正确，B、C、D错误。 答案　A 11．(2025·安徽六安模拟)如图所示为顶角很小的木质尖劈，将它嵌入木头缝中，可起到卡紧物体的目的。已知木质尖劈与木头间的动摩擦因数为μ＝2－，为了使木质尖劈起到卡紧物体的作用，则木质尖劈的顶角最大约为(　　) A．30° B．15° C．22.5° D．7.5° 解析　由于尖劈具有对称性，则分析尖劈一侧受力即可，将F分解为竖直分力F1和水平分力F2，设顶角一半为θ，如图1所示。将摩擦力分解如图2所示，当F1≤Ff1时，尖劈可起到卡紧物体的作用，即有F sin θ≤μF cos θ，解得tan θ≤μ，故θ≤15°，2θ≤30°，所以木质尖劈的顶角最大约为30°，A正确。 答案　A 12．(12分)如图所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆的长度相等，夹角为θ，当用竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？ 解析　把竖直向下的力F沿两杆OA、OB方向分解，如图甲所示，则杆作用于滑块上的力为F1＝F2＝ 杆对滑块的作用力F1产生两个效果：竖直向下压滑块的力F1″和沿水平方向推滑块的力F1′，因此，将F1沿竖直方向和水平方向分解，如图乙所示，则细线上的张力FT与F1′大小相等，即FT＝F1sin ＝sin ＝F tan 。 答案　F tan 学科网（北京）股份有限公司 $