3.4力的合成和分解 同步练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本练习围绕“力的合成和分解”，通过作图、选择、实验、解答题的梯度设计，实现从基础概念到综合应用的知识巩固，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|力的分解作图、合力与分力基本关系|作图题（题1）强化力的作用效果分解，单选题（题2-3）夯实物理观念| |理解应用层|共点力合成计算、实际情境分析|多选题（题8-9）结合航母阻拦索等情境，提升科学思维的应用能力| |综合探究层|实验操作、复杂问题求解|实验题（题10）体现科学探究，解答题（题11-14）通过木块受力、斧头劈柴等综合情境，深化科学态度与责任|

3.4力的合成和分解 练习 学校:___________姓名：___________班级：___________ 一、作图题 1．如图所示的四种情况（甲、乙、丙图中的球表面光滑），请把物体的重力G按力的作用效果进行分解，画出分解的示意图。 二、单选题 2．关于合力与其两个分力的关系，正确的是（     ） A．合力与分力同时作用在物体上 B．合力的大小随两分力夹角的增大而增大 C．合力的大小一定大于任意一个分力 D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力 3．两个共点力，大小分别为、，下列说法正确的是（     ） A．两力的合力一定等于 B．两力夹角越小，合力越小 C．两力相互垂直时，合力大小为 D．合力可能小于 4．生活中经常用刀来劈开物体。如图所示是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，劈的夹角为，则刀刃劈物体时对物体侧向推力的大小为（     ） A． B． C． D． 5．如图所示，某物体同时受到共面的三个共点力作用，坐标纸小方格边长对应1 N大小的力。甲、乙、丙、丁四种情况中，关于三个共点力的合力大小，下列说法正确的是（     ） A．甲图最小 B．乙图为8 N C．丙图为5 N D．丁图为1 N 6．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F的大小，下列说法正确的是（     ） A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3 B．F至少比F1、F2、F3中的某一个力大 C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零 D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零 7．射箭时，若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中和（其中）所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示。则图中的角应为（）（　　） A．37° B．53° C．74° D．106° 三、多选题 8．如图所示模型，设航母表面为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母平面平行，舰载机从正中央钩住阻拦索，实现减速。阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，下列说法正确的是（     ） A．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索对舰载机的弹力在变大 B．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力一直在变大 C．当阻拦索被拉至夹角为60°时，设阻拦索的张力为F，则阻拦索对舰载机的拉力大小为 D．当阻拦索被拉至夹角为120°时，设阻拦索的张力为F，则阻拦索对舰载机的拉力大小为F 9．棕熊是一种适应力比较强的动物，从荒漠边缘到高山森林，甚至冰原地带都能顽强生活。棕熊嗅觉极佳，是猎犬的7倍，视力也很好，在捕鱼时能够看清水中的鱼类。如图所示是两只可爱的小棕熊在合力捕鱼。则关于两只小棕熊的作用力和及它们的合力，下列说法中正确的是（     ） A．合力一定与、共同作用产生的效果相同 B．两力、一定是同性质的力 C．两力、一定是同一个物体受到的力 D．两力、与是物体同时受到的三个力 四、实验题 10．在“探究力的合成规律”的实验中： (1)采用的科学方法是（     ） A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)下列是某同学在做该实验的一些看法，其中正确的是（     ） A．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行 B．拉橡皮筋结点到某一位置时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C．拉橡皮筋结点到某一位置时，两个弹簧秤之间夹角应取以便于算出合力大小 D．实验中，橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上 (3)实验中的情况如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，和为绳线。为橡皮筋与绳线的结点。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是________（填或）。 (4)若两个弹簧秤的读数均为，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则________（选填“能”或“不能”）用一个量程为的弹簧秤测量出它们的合力。 五、解答题 11．如图所示，在水平地面上放一质量为的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力、，已知、，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则 (1)与的合力大小是多少？ (2)木块受到的摩擦力大小为多少？ (3)若将图中顺时针转，此时木块受的摩擦力大小为多少？ 12．如图甲所示，某同学用大小为10N的水平拉力拉动质量为10kg的箱子匀速前行。之后改变拉力的方向，当拉力大小为20N、方向与水平方向成37°时，箱子匀加速前进，如图乙所示。箱子可以看成质点，，，，求： (1)箱子与地面的动摩擦因数； (2)乙图情景中箱子受到的支持力大小和运动的合外力大小。 13．北方的冬季。人们通常利用烧木柴来取暖。某人在砍柴时，分别利用了图甲和图乙所示的斧头，图甲中斧头的一个侧面与水平面垂直，图乙中两侧面与竖直方向的夹角相等，图甲和图乙中均用竖直向下的力将斧头砍入木柴中。已知斧头两侧面间的夹角均为，不计斧头的重力和侧面与木柴间的摩擦。求： (1)图甲中左、右两侧面对木柴的压力大小； (2)图乙中左、右两侧面对木柴的压力大小； (3)若减小，两图中，左、右两侧面对木柴压力的比值如何改变。 14．如图所示，固定在水平地面上的光滑斜面的倾角为，斜面上有两个相同的小球1、2，分别用光滑挡板、挡住，挡板沿竖直方向，挡板垂直于斜面，两小球均保持静止。斜面对球1的弹力大小为，斜面对球2的弹力大小为，求： (1)球1对挡板的压力和球2对挡板的压力； (2)与的比值。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．见解析 【详解】按重力的作用效果，找出两个分力的方向，以重力为对角线，作平行四边形，如图所示 2．D 【详解】A．合力与分力的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，故A错误； BCD．根据平行四边形定则可知：两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力，如下图甲，也不一定小于大的分力，如下图乙：合力的大小也不随夹角的增大而增大如下图丙；并且也不一定大于任意一个分力，故D正确，BC错误。 故选D。 3．C 【详解】A．两个共点力的合力取值范围满足 代入题给数据，可得合力范围为，只有两力方向相同时合力才为14N，并非一定等于14N，故A错误； B．根据平行四边形定则，两分力大小固定时，夹角越小，平行四边形对应合力的对角线越长，合力越大，故B错误； C．两力相互垂直时，由勾股定理得，故C正确； D．由合力范围可知，两力反向时合力取最小值2N，因此合力不可能小于2N，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】将力F根据平行四边形定则分解如下 由几何知识得，侧向推力的大小为 故选D。 5．D 【详解】根据力的合成规则，由题图可知，，方向竖直向上；，方向斜向右下；，方向斜向左上；,方向竖直向上。综上，丁图的合力最小。 故选D。 6．C 【详解】A．三个大小分别是、、的共点力合成后的最大值一定等于，但最小值不一定等于零，只有当某一个力的大小在另外两个力的合力范围内时，这三个力的合力才可能为零，故A错误； B．合力可能比三个力都大，也可能比三个力都小，故B错误； CD．合力能够为零的条件是三个力的矢量箭头能组成首尾相接的三角形，任意两个力的和必须大于第三个力，故D错误，C正确。 故选C。 7．B 【详解】以箭与弓弦交点作为受力对象，根据图乙可知 由力的合成法则，得 则 解得 故选B。 8．ACD 【详解】A．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索的形变量逐渐增大，其张力不断变大；同时两侧阻拦索的夹角不断减小，根据力的合成规律可知，阻拦索对舰载机的弹力在变大，故A正确； B．在忽略舰载机升力变化的情况下，舰载机对航母甲板的压力不变，接触面的动摩擦因数不变，则舰载机所受滑动摩擦力大小不变，故B错误； C．当阻拦索被拉至夹角为60°时，设阻拦索的张力为，根据力的平行四边形定则，阻拦索对舰载机的拉力大小为，故C正确； D．当阻拦索被拉至夹角为120°时，设阻拦索的张力为，根据力的平行四边形定则，阻拦索对舰载机的拉力大小为，故D正确。 故选ACD。 9．AC 【详解】A．根据合力与分力的等效性可知，合力一定与、共同作用产生的效果相同，故A正确； B．两力、不一定是同性质的力，故B错误； C．只有同一物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成，所以两力、一定是同一个物体受到的力，故C正确； D．合力与原来几个分力是等效替代关系，分析受力时合力与分力不能同时存在作用，故D错误。 故选AC。 10．(1)B (2)AB (3) (4)不能 【详解】（1）该实验是要使互成角度的两个力与一个力产生相同的效果，采用的科学方法是等效替代法。 故选B。 （2）A．拉橡皮筋的绳线要细长，便于确定拉力的方向；要准确地表示拉力的大小和方向，故实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故A正确； B．为了减小误差，拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故B正确； C．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角适当就好，不需要取，故C错误； D．理论上，合力方向应该在平行四边形的对角线上，平行四边形的对角线并不是橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线，故D错误。 故选AB。 （3）由图乙可知是通过、作平行四边形得到的合力理论值，由于存在一定的误差，方向不一定沿AO方向；而力是用一个弹簧测力计拉橡皮筋得到的合力实验值，根据二力平衡可知，方向一定沿AO方向的是。 （4）若两个弹簧秤的读数均为，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则合力为 则不能用一个量程为的弹簧秤测量出它们的合力。 11．(1)10N (2)10N (3)12N 【详解】（1）与的合力是 （2）木块与地面之间的最大静摩擦力为 可知物体处于静止状态，木块受到的摩擦力为f=F=10N （3）若将图中顺时针转，则两个力的合力为 此时木块受的摩擦力为滑动摩擦力，则大小为12N。 12．(1)0.1 (2)支持力大小为88N，合外力大小为7.2N 【详解】（1）对匀速前进过程中的物体做受力分析 根据平衡条件可知， 解得 （2）对匀加速前进过程中的物体做受力分析 竖直方向物体平衡，有 解得 水平方向合力 其中摩擦力 解得 13．(1)， (2) (3)减小，甲图左、右两侧面对木柴压力的比值减小；乙图中左、右两侧面对木柴压力的比值不变 【详解】（1）图甲中，将力沿垂直两侧面的方向分解，斧头左、右两侧面对木柴的压力大小分别为、，如图所示 由图可知 解得 又 解得 （2）图乙中，斧头左、右两侧面对木柴的压力大小分别为、，如图所示 由图可知 又由对称性可知 解得 （3）由第（1）问可知 减小，减小，因此左、右两侧面对木柴压力的比值减小。 由第（2）问可知 减小，左、右两侧面对木柴压力的比值不变。 14．(1)见解析 (2) 【详解】（1）球1所受重力按效果分解如图所示 由于F2 = N1 则有F1 = N1sinθ 方向垂直于挡板A向左。 球2所受重力按效果分解如图所示 由于F4 = N2 则有F3 = N2tanθ 方向垂直于挡板向下（沿斜面向下）。 （2）设小球的重力为G，则 斜面对球1的弹力大小为，根据牛顿第三定律可知 斜面对球2的弹力大小为，根据牛顿第三定律可知 则有 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $