3.4 力的合成和分解 同步作业拔高版-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

3.4力的合成和分解（同步作业拔高版） 一、单选题 1．水平面上的物体在水平方向的力F1和F2作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，如图所示。已知N，N，下列说法正确的是（　　） A．撤去F1的瞬间，物体受到的合外力大小变为4N B．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小变为2N C．撤去F2的瞬间，物体受到的合外力大小变为3N D．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N 2．有三个共点力，其大小分别为20N、6N、15N，其合力的最大值、最小值分别为（　　） A．41N、0 B．41N、11N C．29N、4N D．41N、1N 3．如图所示，将一个已知力F分解为F1和F2，已知F=10N，F1与F的夹角为37°，则F2的大小不可能的是（ ） （sin37°=0.6，cos37°=0.8） A．4N B．6N C．10N D．100N 4．两个共点力的大小分别是18N和10N，它们合力F的取值范围，下列正确的是（　　） A．8N≤F≤28N B．0≤F≤8N C．0≤F≤28N D．10N≤F≤28N 5．物理知识在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（　　） A．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故 B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快 C．用手紧握啤酒瓶，是为了增大静摩擦力以防止瓶从手中滑落 D．用脚蹬自行车骑行前进时，车后轮受的地面的静摩擦力方向与前进方向相同 6．在力的合成中，关于两个分力与它们合力关系，下列说法中正确的是（　　） A．合力大小一定等于两个分力大小之和 B．合力的方向一定与分力的方向相同 C．合力大小一定比任何一个分力都大 D．两个分力不变时，两个分力的夹角在之间变化时，夹角越大合力越小 7．物体在五个共点力的作用下保持平衡。下面描述正确的是（　　） A．若撤去力，其余的四个力保持不变，物体将做匀速直线运动 B．若撤去力，其余的四个力保持不变，物体将沿的方向做匀加速直线运动 C．若把转，其余的四个力保持不变，物体受到的合力大小为 D．若把转，其余的四个力保持不变，物体将沿的方向做匀加速直线运动 8．某同学想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，他回忆起物理课堂上学习的“力的分解”知识，便想了个妙招．如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱被推动了．下列说法中正确的是　　      A．这不可能，因为该同学根本没有用力去推衣橱 B．这不可能，因为无论如何该同学的力气也没那么大 C．这不可能，A板对衣橱的推力不可能大于该同学的重力 D．这有可能，A板对衣橱的推力可以足够大 9．某兴趣小组探究分力、与合力F的关系。保持合力F的大小和方向不变，分力的大小不变，在如图所示平面内改变分力的方向，分力的箭头的轨迹图形为（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，在光滑的水平面上，一辆小车受到和两个互成角的共点力作用，。现保持角和不变，仅将加倍时，和的合力大小也加倍，则和的夹角等于（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．将大小为10N方向确定的力分解成F1和F2，若已知F1的大小和F2与F的夹角30°，则下列判断正确的是（ ） A．当F1＞5N时，有两解 B．当F1=5N时，一解 C．当5N＜F1＜10N时，有两解 D．当F1＜5N时，无解 12．关于力的分解，下列说法正确的是(　　) A．力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替一个力的作用效果 B．分力的大小可能大于合力的大小 C．力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则 D．分解一个力往往根据它产生的效果来进行 13．已知一个力F=N，可分解为两个分力F1和F2，已知F1方向与F夹角为30°（如图所示），F2的大小为10N，则F1的大小可能是 A．N B．N C．10N D．20N 14．如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一竖直平面内。为了使脚所受的拉力减小，可采取的方法是(　　) A．只减小重物的质量 B．只将病人的脚向左移动 C．只将两定滑轮的间距变小 D．只将两定滑轮的间距变大 15．作用于同一点的两个力，大小分别为5N和4N，则这两个力的合力与其中较大的一个分力的夹角可能为 A．0° B．80° C．45° D．60° 16．如图所示为荷兰科学家斯蒂文在17世纪初出版的《静力学原理》一书的封面，其中心所绘的图放大如图所示：在一个固定的三棱体上架着用细绳串起来的14个小球，小球的质量都是一样的，相邻小球之间的绳长也是一样的，不考虑摩擦力的影响，由静止释放这一串小球，则下列说法中正确的是（　　） A．下面的8个小球中，任何两个处于等高处的小球的受力情况都是对称的 B．三棱体左侧面上小球个数多于右侧面，因此这串小球将逆时针持续加速转动 C．三棱体右侧面陡一些，右侧面滑下的一个小球重力势能的减少量，大于左侧面同时上升的一个小球重力势能的增加量，因此这串小球将顺时针持续加速转动 D．三棱体左侧面上的所有小球的重力沿左侧面向下的分力，等于右侧面上的所有小球的重力沿右侧面向下的分力，因此这样架着的一串小球不会自己移动起来 三、解答题 17．三个力的大小分别为、和，求它们合力的最大值和最小值。 18．两个人共同拉一头牛，每人的拉力大小和方向如图所示。请用图示法求出牛所受拉力的合力。 19．2019年11月14日，中国火星探测任务着陆器悬停避障试验取得圆满成功，如图甲是由36根钢缆悬挂的试验平台。某同学为了研究钢缆对平台的拉力随高度的变化，建立了如图乙所示的简化模型进行探究，平台质量为M，由两根质量可忽略的钢缆悬挂于A、B两点，A、B等高，位置固定，相距S。两根钢缆的长度相等，均为S的k倍，k值可由安装在A、B处的装置调整，每根钢缆对平台的拉力大小设为F。 (1)若k=1，求F； (2)若F=Mg，求k值； (3)求F随k变化的关系式，并说明随k值增大，F怎样变? 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 《2026年10月11日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A A D D C D A D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BCD ABCD CD AD AC AD 1．D 【详解】物体开始在水平方向受三个力作用而平衡，根据平衡条件可得物体所受的摩擦力大小为 f=F1-F2=6N-2N=4N 方向水平向左。 AB．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N，方向不变，物体受到的合外力大小变为6N，故AB错误； CD．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N，方向不变，物体受到的合外力大小变为2N，故C错误，D正确。 故选D。 2．A 【详解】20N、15N和6N三个力同向时合力最大，为：20N+6N+15N=41N；20N、6N合成时合力范围为 当它们的合力为15N时，再与第三个力合成，合力最小为零；故A正确，BCD错误。 故选A。 3．A 【详解】画出力F的分解图：如图所示：可以看出F2有最小值，最小值为： F2=Fsin37°=10×0.6N=6N 没有最大值，不可能是4N．所以F2的取值范围为：6N到∞． 故选A． 4．A 【详解】由力的合成取值范围可知 由上可知 故选A。 5．D 【详解】A．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，选项A错误； B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，而其重力不变，选项B错误； C．在啤酒瓶没有掉下去之前，啤酒瓶受力平衡，即紧握与轻握静摩擦力都等于重力；握紧啤酒瓶时，手对啤酒瓶的压力比轻握时更大，最大静摩擦力也就更大，即用手紧握啤酒瓶是增大了最大静摩擦力，选项C错误； D．用脚蹬自行车骑行前进时，后轮胎接触地面的部分相对地面运动趋势是向后的，车后轮受的地面的静摩擦力方向是向前的，与前进方向相同，选项D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．合力与分力的大小关系遵循平行四边形定则，合力不一定是等于两个分力之和，A错误； B．由力的平行四边形定则可知，合力的方向不一定与分力的方向相同，B错误； C．当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力可能小于分力，由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，C错误； D．当夹角 时，由公式 即夹角越大合力越小； D正确。 故选D。 7．C 【详解】AB．五个共点力平衡时合力为零，则其余四个力的合力与等大、反向，若撤去力，其余的四个力保持不变，物体将沿的反方向做匀加速直线运动，故AB错误； CD．根据题意，若把顺时针转，其余的四个力保持不变，可知，与其余四个力的合力垂直，则合力为 方向一定不沿方向，则物体不沿的方向做匀加速直线运动，故C正确，D错误。 故选C。 8．D 【详解】开始小明是推不动衣橱的，说明小明的推力小于最大静摩擦力；站在人字形架时，重力产生两个效果，分别向左右两侧推墙壁和衣橱，如图甲所示，小明的重力可以分解成沿A，B俩个方向的力，由于底角较小，所以A，B方向的力会很大． 如图乙所示，A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力会远大于小明的重力，可能大于衣橱的最大静摩擦力，从而推动衣橱，故选D．    【点睛】我们应该知道两个分力的合力可以远小于两个分力，也就是说用一个较小的力可以产生两个较大的分力． 9．A 【详解】若以O点为坐标原点，以的方向为轴正向建立坐标系，设与的夹角为，则合力的箭头的坐标满足, 联立化简得 因保持合力F的大小和方向不变，分力的大小不变，则使与的夹角从逐渐增大到的过程中，的箭头的轨迹图形为圆，A正确。 故选A。 10．D 【详解】由合力公式知 将、代入公式，得 将、 代入公式，得 由题意知，整理解得， 故选D。 11．BCD 【分析】已知合力和一个分力的方向，分解不具有唯一性，根据平行四边形定则作图分解即可． 【详解】由题意可知，当如图所示时，F1的大小最小，即为 F1min=Fsin30°=10×0.5=5N 当F1＜5N时，无解； 当F1=5N时，一解； 当5N＜F1＜10N时，有两解； 当F1≥10N时，有一解； 故BCD正确，A错误； 故选BCD。 【点睛】本题关键是确定合力与分力的方向，然后根据平行四边形定则作图分析，最后根据几何关系求解，简单题． 12．ABCD 【详解】：选ABCD.力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则；力的分解的原则是根据力的实际作用效果来分解力；合力和分力的作用效果是相同的；合力与分力的关系只有等效替代关系，没有固定的大小关系，故A、B、C、D项都正确． 13．CD 【详解】已知合力F=10N，F1方向与F夹角为30°，F2的大小为10N，以F的箭头处为圆心，以F2的大小为半径做圆，则该圆与F1的交点即F1的大小，如图，所以 F1的长度为OA时： 所以：∠OAF=120° 则：∠OFA=180°-30°-120°=30° 所以：F1=F2=10N F1的长度为OB时： 所以：∠OBF=60° 则：∠OFA=180°-30°-60°=90° 所以：,故选CD。 14．AD 【详解】A．脚受到的拉力等于两侧绳拉力的合力，只减小重物的质量，绳的拉力减小，合力减小，A正确； B．只将病人的脚向左移动，θ角减小，合力增大，B错误； CD．只将两定滑轮间距变小，θ角变小，合力增大，反之，只将两定滑轮的间距变大，合力减小，C错误，D正确。 故选AD 15．AC 【详解】根据三角形法则，这两个力和合力可以构成一个封闭的三角形，如图所示 当较小的力与合力垂直时，合力与夹角最大，故夹角最大值为 若与共线，则夹角为0，故AC正确，BD错误； 故选AC。 16．AD 【详解】A．以下面的8个小球整体为研究对象，如果它在一边的力超过另一边，它将向右或者向左滑动，由于串珠的循环性，将成为永动机，这不可能。整体必处于静止状态，下面两边各4个小球整体受力对称，因此两边任何两个处于等高处的小球的受力也必对称，选项A正确； BC．由上可知串珠整体必处于静止状态，否则，由于串珠的循环运动，将成为永动机，这不可能。选项BC错误； D．由于悬挂在下面的链条两边是对称的，这说明每一边的力是相等的，若下面部分的串珠被剪掉，斜面上的串珠会依然平衡，所以三棱体上左侧面所有小球的重力沿斜面的分力必等于右侧面所有小球的重力沿斜面的分力，选项D正确。 故选AD。 17．19N，5N 【详解】合力的最大值是 现在最大的力是，则有 则合力的最小值是 18．180N 【详解】取一定长度的线段表示40N，把F1、F2两个力的图示画出来，以代表F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示了合力的大小和方向，如图所示： 用刻度尺量得表示合力的线段长为4.5个单位长度，合力为 方向如图所示 19．(1) ；(2) ；(3) 且()，随着k值增大，F减小 【详解】(1)由图可知，当k=1时，两根绳子与竖直方向恰好均成30o角,则 整理可得 (2) 若F=Mg时，，设绳子与竖直方向夹角为θ，则 ① 代入数据可得 根据三角形边角关系 ② 代入数据可得 (3)由于 ③ 由①②③联立可得     () 可知随着k值增大，F减小 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 $