3.4力的合成与分解 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** 高中物理《3.4力的合成与分解》同步练，通过基础单选、进阶多选、提高解答题的三层设计，实现从概念理解到综合应用的知识巩固，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（8单选）|合力与分力、重心、实验操作等单一概念|结合生活情境（如遛狗牵绳），强化物理观念中的相互作用认知| |进阶层（2多选）|多力合成、动态平衡分析|以桥梁钢索、舰载机阻拦系统为情境，培养科学思维的模型建构能力| |提高层（3解答题）|力的分解极值、多绳受力计算|通过规范步骤训练（如分力大小方向求解），提升科学探究的问题解决能力|

3.4 力的合成与分解 姓名：___________班级：___________学号：___________ 一、单选题 1．下列说法正确的是（    ） A．物体的重心一定在物体上 B．合力的大小可能小于分力 C．物体加速度的方向一定与其速度方向相同 D．物体的平均速度一定等于其初、末速度之和的一半 2．如图为探究二力合成规律实验示意图，下列说法正确的是（    ） A．图乙中角越大越好 B．图乙、图丙中的点应为同一位置 C．图丙中，只需记录的大小 D．图丁中，、和的标度可以不同 3．有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是（　　） A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C．用量角器量出三段绳子之间的夹角 D．用天平测出钩码的质量 4．如图为港珠澳跨海大桥的部分照片，它由两座主桥组成，两座主桥均为独塔斜拉桥，如图甲所示。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，如图乙所示，每根钢索中的拉力都是3×104N，则它们对塔柱的合力大小和方向为（　　） A．，方向竖直向上 B．，方向竖直向下 C．，方向竖直向下 D．，方向竖直向上 5．歼-35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下。如图某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为时，阻拦索中张力为，此刻飞机受阻拦索作用力的大小为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示， 、 、 、 、 五个共点力的合力为零。现保持其他力不变，下列操作正确的是（　　） A．如果将 减半，则这五个力的合力大小将变为 B．如果将 逆时针旋转 ，则这五个力的合力大小将变为 C．通过平移， 这五个力一定可以构成一个闭合的五边形 D． 的合力与 的合力可能相同 7．为确保公共安全，市民遛狗时应牵绳。如图所示，一市民遛狗时匀速前行，已知绳中拉力大小为F、方向与水平面的夹角为θ。则绳中拉力在水平方向的分力大小为（　　） A．Fcosθ B．Fsinθ C． D． 8．质量为 m 的小球在空中运动时，受到空气的作用力，沿与竖直方向成30 o 角的方向斜向下做直线运动，如图所示，空气作用力的最小值大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 9．千厮门嘉陵江大桥是中国重庆市境内连接渝中区与江北区的过江通道，位于嘉陵江水道之上，为重庆市区北部城市次干道路的组成部分。其索塔两侧钢索均处在同一竖直面内，其索塔与钢索如图所示，假设此时桥上没有人、车和轻轨通过，下列说法正确的是（　　） A．为了减小钢索承受的拉力，可以适当升高索塔的高度 B．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力 C．只有塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力才竖直向下 D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索可以不对称分布 10．如图所示，甲、乙两个物体系在一根通过定滑轮（质量忽略不计）的轻绳两端，甲放在水平地板上，乙被悬挂在空中，若将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后甲仍静止，则（　　） A．轻绳对甲的拉力变大 B．甲对地面的压力减小 C．甲所受的静摩擦力减小 D．悬挂滑轮的绳的张力变小 三、解答题 11．一条船由两岸纤夫拉着沿水平面的笔直水渠前进，水流作用可以忽略，岸这边纤夫以恒力拉船，方向如图所示，那么，对岸纤夫朝什么方向拉船时，用力最小？最小值为多少？ 12．按下列两种情况把一个竖直向下的150N的力分解为两个分力。（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6） (1)一个分力水平向右，并等于200N，求另一个分力的大小和方向； (2)一个分力在水平方向上，另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向左下（如图所示），求两个分力的大小。 13．如图所示，用轻绳AO和BO吊一重物，绳AO、BO分别与水平方向、竖直方向的夹角均为37°，绳不可伸长，求： （1）若重物的重力为G=10N，求绳AO和BO所受拉力分别为多大（绳子不断裂）？ （2）若绳AO能承受的最大拉力为12N，绳BO能承受的最大拉力为18N。为使绳不断裂，则所挂物体的重力不能超过多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 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 《3.4力的合成与分解》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B A C A C A C AD BC 1．B 【知识点】平均速度、加速度的方向与速度变化的关系、重心、合力与分力的定义及关系 【详解】A．重心是物体所受重力的等效作用点，不一定在物体上，例如均匀圆环的重心在其圆心处，不在圆环本体上，故A错误； B．根据力的平行四边形定则，合力的大小满足 当两分力夹角较大时，合力可以小于任意一个分力，故B正确； C．加速度方向与物体所受合外力方向一致，与速度方向无必然联系，例如减速直线运动中加速度方向与速度方向相反，故C错误； D．只有匀变速直线运动中，平均速度才等于初、末速度之和的一半，非匀变速运动不满足该规律，故D错误。 故选B。 2．B 【知识点】验证力的平行四边形定则 【详解】A．图乙中，两个拉力的夹角大小适当即可，并不是越大越好，一般在60°到120°之间，故A错误； B．在两次拉动橡皮筋的时候，必须保证两次拉动的效果相同，所以图乙、图丙中的O点应为同一位置，故B正确； C．图丙中，需要记录F的大小和方向，故C错误； D．在同一个力的图示中，各个力的标度必须相同，故D错误。 故选B。 3．A 【知识点】用其他方法验证力的平行四边形定则 【详解】为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，是从力的三要素角度出发，要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向。 故选A。 4．C 【知识点】力的平行四边形定则及应用 【详解】根据力的平行四边形法则可知，两根钢索对塔柱的合力大小，方向竖直向下。 故选C。 5．A 【知识点】等大力的模型 【详解】由力的合成的平行四边形法则，结合数学知识知，歼-35所受阻拦索的力为 故选A。 6．C 【知识点】三角形法则及多边形法则 【详解】A．五个力合力为零，说明 与 、 、 、 的合力大小相等、方向相反。若将 减半，其余力的合力不变（仍与原 等大反向），则新的合力大小为，而不是 ，A错误； B．其它力不变，如果将 逆时针旋转，则这五个力的合力大小将变为 ，B错误； C．共点力合力为零时，其矢量可以通过平移构成闭合的多边形（矢量和为零的几何体现）。因此这五个力通过平移一定能构成一个闭合的五边形，C正确； D． 的合力是向左上方的，而 的合力方向是向下，两者不可能相同，D错误。 故选 C。 7．A 【知识点】正交分解法 【详解】根据平行四边形定则，将绳中拉力沿水平方向和竖直方向正交分解，绳中拉力在水平方向的分力大小为 故选A。 8．C 【知识点】力的分解过程中多解和极值的问题 【详解】由于小球做直线运动，所以此时小球所受的合力应该与速度方向共线，此时已知合力的方向和重力的大小和方向可得当空气作用力与合力方向垂直的时候最小，如图所示。 所以可得。 故选C。 9．AD 【知识点】力的分解过程中多解和极值的问题 【详解】A．钢索对大桥拉力的合力一定，适当升高索塔的高度，可以使钢索之间的夹角减小，从而减小钢索承受的拉力，故A正确； B．增加钢索的数量可减小每条钢索的拉力，但索塔受到的向下的压力大小始终等于桥和钢索的总重力大小，增加钢索数量后压力会增大，故B错误； CD．索塔受到钢索的合力方向与两侧钢索拉力的大小以及钢索与竖直方向的夹角所共同决定，所以为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索不一定要对称分布，故C错误，D正确。 故选AD。 10．BC 【知识点】力的分解过程中多解和极值的问题 【详解】设轻绳的拉力为T，拉甲物体时与水平方向夹角为 A．将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后，变大，而轻绳拉力T仍等于乙物体的重量，大小保持不变，A错误； BC．对甲物体进行受力分析可知 而 整理得 随着角度的增大，支持力减小，静摩擦力减小。 BC正确； D．悬挂滑轮的绳的张力等于两段轻绳拉力的合力，而两段绳子夹角变小，合力变大，因此悬挂滑轮的绳的张力变大，D错误。 故选BC。 11．垂直于河岸方向， 【知识点】力的分解过程中多解和极值的问题 【详解】由题意可知，当拉力垂直于拉力，即垂直于河岸时，拉力最小，如图所示 根据平行四边形定则，结合几何关系，则有 12．(1)250N， 与竖直方向夹角为53°斜向左下；(2)， 【知识点】力的分解过程中多解和极值的问题 【详解】力的分解如图甲所示。 设与F的夹角为，则： 解得 力的分解如图乙所示。 。 13．（1）6N，8N；（2）20N 【知识点】力的分解过程中多解和极值的问题 【详解】（1）重物对结点O的拉力等于重物的重力，对O点受力分析，如图所示 根据平衡条件得 FA=Gsin37°=10×0.6N=6N FB=Gcos37°=10×0.8N=8N （2）若绳子不断，当FAm=12N时，悬挂重物的最大重力为 若绳子不断，当FBm=18N时，悬挂重物的最大重力为 为使绳不断裂，则所挂物体的重力不能超过20N。 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 $