第2章 第3讲 力的合成与分解(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考物理大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦共点力合成与分解，以基础概念为起点，通过模型化训练构建“概念-方法-应用”逻辑链，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |共点力的合成|2题|合力范围分析、坐标合成法|从合力与分力等效替代关系，到平行四边形定则的定量计算| |力的分解|5题|极值法（垂直最小）、按效果分解、模型法（活结死结/动杆定杆）|从分解法则到典型模型应用，构建“已知合力求分力”的解题框架| |创新提升|5题（4选择+1计算）|实际情境建模、几何关系分析|结合斜拉桥/声镊技术等真实场景，迁移合成与分解方法解决复杂问题|

限时规范训练(9) (建议用时：40分钟　满分：67分) (选择题1～7题每题5分，8～11题每题6分，共59分) [基础分组训练] 题组1　共点力的合成 1．(多选)(2025·重庆南开中学月考)两个共点力F1、F2之间夹角为θ，它们的合力为F，下列说法正确的是(　　) A．合力F的大小不一定大于F1的大小 B．F1、F2和F同时作用于同一物体上 C．若F1与F2大小不变，夹角θ越大，则合力F就越大 D．若F1与F2大小不变，夹角θ越大，则合力F就越小 解析：AD　合力与分力是等效替代关系，合力F的范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，可知合力不一定大于任一分力，也有可能小于某一分力，故A正确；合力和分力在作用效果上相等，不是同时作用在物体上的力，故B错误；由力的合成法则可知，F1与F2大小不变，合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小，随F1、F2间夹角减小而增大，故C错误，D正确。 2．(2025·重庆涪陵五中开学考)某物体同时受到同一平面内的两个共点力作用，如图所示，坐标纸中每格边长表示1 N大小的力，该物体所受的合外力大小为(　　) A．2 N　　　　　　 B．2 N C． N D．5 N 解析：C　由题意知，水平方向的力大小为Fx＝3 N，竖直方向的力大小为Fy＝2 N，根据平行四边形可得合外力大小为F＝ N＝ N，故选C。 题组2　力的分解 3．(2026·宁夏中卫期中)如图所示，物体静止于光滑水平面上，在两个力作用下沿合力F方向运动，分力和F均在同一水平面上，其中F＝10 N，一个分力沿着OO′方向，θ＝60°，则另一分力的最小值为(　　) A．5 N B．10 N C．5 N D．0 解析：A　当两分力相互垂直时，另一分力最小，则有F2＝F sin 60°＝5 N，故选A。 4．(2026·四川达州模拟)某斧头砍木块、刃部进入木块的截面如图所示，刃部左侧面与右侧面的夹角为θ，右侧面与木块水平表面垂直、斧头对木块的作用力竖直向下。当斧头刃部右侧面对木块的推力大小为F时，下列说法正确的是(　　) A．斧头刃部左侧面对木块的推力大小为 B．斧头刃部左侧面对木块的推力大小为 C．斧头刃部对木块的作用力大小为F sin θ D．斧头刃部对木块的作用力大小为F cos θ 解析：B　如图所示，根据力的平衡可知，设斧头刃部左侧面对木块的推力大小为F′，则F′cos θ＝F，解得F′＝，A错误，B正确；合力大小F合＝F′sin θ＝F tan θ，C、D错误。 5．(2026·辽宁沈阳120中月考)已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30 N，则(　　) A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的 C．F2有两个可能的方向 D．F2可取任意方向 解析：C　由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出：因F2＝30 N＞F20＝25 N且F2＜F，所以F1的大小有两个，即F1′和F1″，F2的方向有两个，即F2′的方向和F2″的方向，故A、B、D错误，C正确。 6．(活结和死结问题)(2026·四川绵阳南山中学月考)如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在定滑轮上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知∠AOB＝90°，计时牌的重力大小为G。不计一切摩擦，则平衡时绳OB中的张力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 解析：A　将重力沿OA、OB绳的方向分解，如图所示，因不计一切摩擦，有FOA＝FOB，θ＝45°，则FOB＝G sin 45°＝G，故A正确。 7．(动杆和定杆问题)(2025·广东广州十六中月考)一质量为m的小球通过短轻绳悬挂在光滑铰链上，光滑铰链(不计质量)与轻杆连接，轻杆通过光滑铰链分别与固定点O和O′连接，如图所示。已知两轻杆与水平地面和竖直墙壁的夹角都为30°，重力加速度为g，则下面轻杆和上面轻杆受到中间铰链的作用力大小分别为(　　) A．mg，mg B．mg，mg C．mg，mg D．mg，mg 解析：B　对中间铰链进行受力分析，铰链所受轻绳拉力大小为mg，方向竖直向下，下面轻杆对铰链的弹力方向沿轻杆斜向下，设为F1，上面轻杆对铰链的弹力方向沿轻杆斜向上，设为F2，如图所示。在力的矢量三角形中，由正弦定理有，解得F1＝mg，F2＝mg，选项B正确。 [创新提升训练] 8．(2025·贵州贵阳二模)“世界桥梁看中国，中国桥梁看贵州”。目前贵州在建的世界第一高桥六安高速公路花江峡谷大桥于2025年1月17日在距离水面625米高空精准接龙，实现贯通。如图所示为斜拉桥的索塔与钢索的简单示意图，斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，假设每根钢索对桥作用力大小相等、其与水平方向夹角相等(忽略钢索的质量及桥面高度的变化)。下列说法正确的是(　　) A．仅减小索塔高度可减小每根钢索的拉力大小 B．仅增加索塔高度可减小每根钢索的拉力大小 C．仅增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 D．仅减少钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 解析：B　设桥面的质量为m，设有n根钢索，每根钢索的拉力为F，每根钢索与竖直方向的夹角均为θ，桥面的重力一定，根据平衡条件有nF cos θ＝mg，可得每根钢索的拉力为F＝，若钢索数量不变，每根钢索的拉力大小减小，则可以使钢索与竖直方向的夹角减小，即需要增加索塔高度，可知，仅增加索塔高度可减小每根钢索的拉力大小，故A错误，B正确；对桥面受力分析可知，所有钢索对桥面拉力沿竖直方向向上的分力之和与桥面的重力大小相等、方向相反，则所有钢索对索塔拉力沿竖直方向向下的分力之和与桥面的重力大小相等，故增加或减少钢索的数量，钢索对索塔的压力大小恒定不变，故C、D错误。 9．(2026·贵州遵义模拟)如图(a)所示，运用声镊技术可精准地将药物输送至病变部位。某小组模拟声镊输送药物：如图(b)所示，在光滑水平面上O点放置一小物体，给物体施加三个力F1、F2、F3。初始时，三力两两互成120°，且均与物体在同一水平面内，F1、F2分别正对M口、N口方向，物体静止在O点。现通过调整力，使物体沿虚线路径运动，下列说法正确的是(　　) 图(a)　　　　　　　　　图(b) A．仅减小F1的大小，能使物体沿虚线运动到M口 B．仅增加F2的大小，能使物体沿虚线运动到P口 C．仅调整F2的方向，不能使物体沿虚线运动到P口 D．仅调整F3的方向，不能使物体沿虚线运动到N口 解析：C　初始时，三力两两互成120°，物体静止在O点，则任意两个力的合力与第三个力等大反向，所以仅减小F1的大小，则合力与F1反向，能使物体沿虚线运动到P口，同理仅增加F2的大小，则合力与F2同向，能使物体沿虚线运动到N口，故AB错误；仅调整F2的方向，物体的合力不可能沿OP方向，也不能使物体沿虚线运动到P口，故C正确；仅调整F3的方向，若F3的方向顺时针转到OP方向，合力沿虚线指向N，能使物体沿虚线运动到N口，故D错误。 10．(2026·浙江丽水联考)我国古代利用水轮从事农业生产，其原理简化如图所示，细绳跨过光滑固定转轴B，一端绕在固定转轮A上，另一端与重物相连。已知转轮A与水轮圆心等高且距离为6 m，转轴B到圆心O距离为3 m，重物质量为4 kg。现水轮绕O点缓慢转动(重物未与圆盘接触)，通过转轮A收放细绳，使细绳始终绷紧，那么细绳对转轴B的作用力F范围为(　　) A．20 N≤F合≤40 N B．20 N≤F合≤40 N C．40 N≤F合≤40 N D．40 N≤F合≤40 N 解析：C　如图1所示，在水轮缓慢转动过程中，虚线圆为固定转轴B的轨迹，因为固定转轴光滑且缓慢转动，所以轴两边绳子上的拉力均为mg，根据平行四边形定则，可知当两边绳子之间的夹角最小时合力最大，夹角最大时合力最小。由几何关系可知，图1中B1位置时合力最大，B2位置时合力最小。对固定转轴在B1位置处进行受力分析如图2所示，设∠OAB1＝θ，在直角三角形OB1A中，根据几何关系可得sin θ＝，解得θ＝30°，根据平行四边形定则，可得合力与竖直方向的夹角为θ＝30°，则有F合＝2mg cos 30°＝40 N，同理，对固定转轴在B2位置处进行受力分析，如图3所示，根据几何关系可知∠AB2B1＝90°－θ＝60°，则AB2与竖直方向的夹角为120°，根据平行四边形定则，可知合力与竖直方向的夹角为60°，则可得F合＝mg＝40 N，故细绳对固定转轴B的作用力范围为40 N≤F合≤40 N，故选C。 图1 图2 图3 11．(2026·黑龙江大庆模拟)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θ的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．为了增大木块对油饼的压力，θ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 解析：A　将F分解如图所示，由图可知F1＝，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；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；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。 12．(8分)(2024·新课标卷，24节选)将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量m＝42 kg，重力加速度大小g取10 m/s2。当P绳与竖直方向的夹角α＝37°时，Q绳与竖直方向的夹角β＝53°。(sin 37°＝0.6)求此时P、Q绳中拉力的大小。 解析：重物缓慢下降，处于平衡状态，对重物进行受力分析，如图所示， 水平方向有 TPsin α＝TQsin β 竖直方向有TPcos α＝TQcos β＋mg 联立解得TP＝1200 N，TQ＝900 N。 答案：1200 N　900 N 学科网（北京）股份有限公司 $