第4讲 牛顿第三定律与受力分析 力的合成与分解 课时作业 -2027届高三物理一轮复习

**基本信息** 聚焦牛顿第三定律与受力分析，以力的合成与分解为核心，通过基础巩固与综合提升两级训练，系统提炼正交分解、按效果分解等方法，构建从概念到应用的知识逻辑链，培养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| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固练|10题|力的分解（正交分解、按效果分解）、合成（平行四边形定则、三角形定则）、牛顿第三定律应用|从力的概念（重力、弹力）到合成与分解定则，结合牛顿第三定律，形成受力分析基础逻辑| |综合提升练|4题|多力合成、动态平衡分析、实际情境建模|以生活情境（独竹漂、帆船）为载体，深化力的分解合成在复杂系统中的应用，衔接平衡条件|

第4讲 牛顿第三定律与受力分析 力的合成与分解课时作业 基础巩固练 一．选择题： 1.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30°，则该力在水平方向的分力大小为(　　) A．2F B.F C．F D.F 2．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α和β，α<β，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 3.如图所示，小球被轻绳系住，静止在光滑斜面上。若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的(　　) A．1和2 B．1和3 C．2和3 D．1和4 4．如图，甲、乙为两种吊装装置，杆OA的端点O分别固定在水平地面和竖直墙面上，另一端固定一个光滑定滑轮。轻绳绕过定滑轮，一端固定在B点，另一端连接两个相同的物块。装置中的θ均为30°，乙装置中的杆OA水平，定滑轮的质量不计，则甲、乙装置中，定滑轮受到轻绳的作用力大小之比为(　　) A.∶1 B．1∶ C.∶2 D．2∶ 5．一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，处于静止状态，如图所示。下列对直梯的受力分析图正确的是(　　) 6．利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时(　　) A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 7.如图，有五个力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰分别为一个正六边形的两条邻边和三条对角线。已知F2＝10 N， 则这五个力的合力大小为(　　) A．20 N B．30 N C．40 N D．60 N 8．(2026·广东省高三上开学考试)如图甲所示为古代榨油场景，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，忽略木楔的重力和木楔与木块间的摩擦力，则下列说法正确的是(　　) A．木楔挤压木块过程中，木楔对木块的压力大于木块对木楔的压力 B．为了提高榨油的效率，θ通常设计得较大 C．木楔对单侧木块的压力大小为 D．当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大 9.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的总质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为(　　) A．Mg＋f B．Mg－f C．Mg＋mg D．Mg－mg 10．(2026·北京市三十五中高三上测试)(多选)已知力F＝10 N，把F分解为F1和F2两个分力，已知分力F1与F的夹角为30°，则F2的大小(　　) A．可能小于10 N B．可能大于10 N C．可能小于5 N D．不可能等于10 N 综合提升练 一．选择题： 11.A、B两物体如图叠放，在竖直向上的力F作用下沿粗糙竖直墙面向上匀速运动，则A的受力个数为(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 12．帆船是人类的伟大发明之一，船员可以通过调节帆面的朝向让帆船逆风行驶，如图所示为帆船逆风行驶时的简化示意图，此时风力F＝2000 N，方向与帆面的夹角α＝30°，航向与帆面的夹角β＝37°，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶。已知sin37°＝0.6，则帆船在沿航向方向获得的动力为(　　) A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N 13．(多选)独竹漂是我国一项民间技艺。如图，在平静的湖面上，独竹漂选手手持划杆踩着楠竹，沿直线减速滑行，选手和楠竹相对静止，则(　　) A．选手所受合力为零 B．楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C．手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移，更易保持平衡 D．选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面 14．(多选)(2025·河北省衡水中学月考)耙在中国已有1 500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B=60°，拉力大小均为F，平面AO1B与水平面的夹角为30°(O2为AB的中点)，如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是(　　) A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为F C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为 参考答案： 1.答案：D解析：将手掌对水的作用力沿水平方向和竖直方向分解，可得该力在水平方向的分力大小为Fcos30°＝F，D正确。 2.答案：B解析：将拉力F正交分解，水平方向的分力：Fx曲＝Fsinα，Fx直＝Fsinβ，竖直方向的分力：Fy曲＝Fcosα，Fy直＝Fcosβ，由题知α<β，则sinα<sinβ，cosα>cosβ，可得到Fx曲<Fx直，Fy曲>Fy直，A错误，B正确；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，与犁的运动状态无关，故C、D错误。 3.答案：A解析：小球的重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应沿这两个方向分解，即沿1和2所示方向分解，故A正确，B、C、D错误。 4.答案：A解析：设物块的重力为G，物块受力平衡，可知甲、乙装置中，每段绳的拉力大小均等于物块的重力大小G，由几何关系可知，甲、乙两装置中，两段轻绳的夹角分别为α＝90°－θ＝60°、β＝90°＋θ＝120°，根据平行四边形定则，可得定滑轮受到轻绳的作用力大小分别为F甲＝2Gcos＝G，F乙＝2Gcos＝G，则F甲∶F乙＝∶1，故选A。 5.答案：B解析：直梯在竖直方向上受重力、地面的支持力作用，因为竖直墙壁光滑，所以竖直墙壁对直梯没有摩擦力；在水平方向上，直梯受到竖直墙壁对它沿水平方向上的支持力，假设地面对直梯没有静摩擦力，则直梯向右滑动，所以地面对直梯有水平向左的静摩擦力，故B正确。 6.答案：C解析：当墨条的速度方向水平向左时，墨条相对于砚台水平向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误；根据牛顿第三定律，此时墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，则桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误，C正确；以砚台为研究对象，由平衡条件可知，桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力大小与墨条对砚台的压力大小之和，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，二者不是一对平衡力，故D错误。 7.答案：D解析：解法一：利用平行四边形定则。如图1所示，根据平行四边形定则，F3与F4的合力与F1等大同向，F2与F5的合力与F1等大同向，则这五个力的合力为3F1，已知F2＝10 N，根据几何关系可知F1＝＝20 N，所以这五个力的合力大小为F＝3F1＝60 N，故选D。 解法二：利用三角形定则。如图2所示，将力F2、F3平移到F5与F1、F4与F1的首端之间，F4、F3的合力等于F1，F5、F2的合力等于F1，由几何关系可知F1＝＝20 N，故这五个力的合力大小为F＝3F1＝60 N，故选D。 8.答案：D解析：根据牛顿第三定律可知，木楔对木块的压力始终等于木块对木楔的压力，故A错误；把力F沿垂直于木楔两侧面的方向进行分解，如图所示，由几何关系可知，木楔对单侧木块的压力为FN＝FN′＝，可知当F一定时，θ越大，sin越大，FN越小，榨油效率越低，当θ一定时，F越大，木楔对单侧木块的压力越大，故B、C错误，D正确。 9.答案：A解析：环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，且f′＝f，故箱子与杆整体竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N′＝Mg＋f，故A正确。 10.答案：AB解析：根据平行四边形定则，作出F1和F2的可能情况如图所示，可知当F2的方向与F1垂直时，F2取最小值，F2min＝Fsin30°＝5 N，可知F2可以取到不小于5 N的任意值，可能小于10 N，可能大于10 N，也可能等于10 N，不可能小于5 N。故A、B正确，C、D错误。 11.答案：B解析：A、B整体受力平衡，如果墙壁对整体有弹力作用，则整体沿水平方向不能平衡，故墙壁对整体没有弹力作用，也就没有摩擦力作用，所以A没有受到墙壁的弹力和摩擦力；隔离分析物体A，受重力作用，假设B对A没有支持力，则A自由下落，故A受到B的支持力；B对A的支持力垂直A、B的接触面指向A，将该支持力沿竖直方向和水平方向分解，由平衡条件可知，A受到B沿A、B接触面向上的静摩擦力，这个摩擦力在水平方向的分力与B对A的支持力在水平方向的分力等大反向，所以A受3个力作用，故选B。 12.答案：C解析：将风力F在沿着帆面方向和垂直于帆面方向进行分解，根据力的平行四边形定则可得F在垂直于帆面方向的分力F1＝Fsinα＝1000 N，再将F1在沿帆船航向方向和垂直帆船航向方向进行分解，则帆船在沿航向方向获得的动力为F2＝F1sinβ＝600 N，故选C。 13.答案：CD解析：选手沿直线减速滑行，不处于平衡状态，其所受合力不为零，A错误；选手(含划杆)在楠竹作用力F竹和自身重力G的作用下做减速直线运动，受力分析如图所示，可知其所受楠竹的作用力F竹斜向上，由牛顿第三定律可知，楠竹受到选手作用力的方向斜向下，B错误；通过调整握持划杆的方式，选手可以控制整体的质量分布，从而使自身重心下移，更易保持平衡，C正确；F竹、G和F合均在同一竖直平面内，则选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面，D正确。 14.答案　BC解析　两根耙索的合力大小为F'=2Fcos 30°=F，A错误，B正确；由平衡条件得，地对耙的水平阻力大小为Ff=F'cos 30°=F，C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $