最新高考物理复习：第二章 第2讲 力的合成与分解 Word版含答案

第2讲力的合成与分解知|识|梳|理微学问❶力的合成1．合力与分力：假如一个力产生的效果与其他几个力同时作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力。

2．力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。

3．力的运算法则(1)平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，如图所示。

(2)三角形定则：在图中，将F2平移至对边得到如图所示的三角形。

明显两矢量的首尾相接，从一个矢量F1的箭尾指向另一个矢量F2的箭首，即为它们的合矢量F，此即为三角形定则。

微学问❷力的分解(1)定义：求一个力的分力的过程，是力的合成的逆运算。

(2)遵循法则：平行四边形定则、三角形定则。

(3)分解的方法①按力的实际作用效果进行分解；②力的正交分解。

微学问❸矢量与标量(1)矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)。

(2)标量：只有大小，没有方向，求和时依据算术法则运算。

基|础|诊|断一、思维诊断1．两个力的合力肯定大于任何一个分力(×)2．对力分解时必需按作用效果分解(×)3．两个分力大小肯定，夹角越大，合力越大(×)4．合力肯定时，两个分力的夹角越大，分力越大(√)5．位移、速度、加速度、力、时间均为矢量(×)二、对点微练1．(合力与分力关系)关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是( )A．合力的大小随分力夹角的增大而增大B．两个分力的夹角小于180°时，合力大小随夹角减小而增大C．合力的大小肯定大于任何一个分力D．合力的大小不能小于分力中最小者解析依据平行四边形定则可知，当两个共点力的大小不变时，其合力随着两分力夹角的增大而减小，A错误，B正确；合力的值大于等于两分力之差，小于等于两分力之和，故合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力，也可能等于其中一个分力，还可能为零，C、D错误。

第2课时力的合成与分解目标要求 1.会应用平行四边形定则及三角形定则求合力。

2.能利用效果分解法和正交分解法计算分力。

3.知道“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”的区别。

考点一力的合成1．合力与分力(1)定义：如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力叫作那几个力的________，那几个力叫作这个力的________。

(2)关系：合力与分力是____________关系。

2．力的合成(1)定义：求几个力的________的过程。

(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的分力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为________作平行四边形，这两个邻边之间的________就表示合力的大小和方向。

如图甲所示，F1、F2为分力，F为合力。

②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的____________为合矢量。

如图乙所示，F1、F2为分力，F为合力。

3．两个共点力的合力大小的范围：________≤F≤________。

(1)两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而________。

(2)当两个力反向时，合力最小，为__________；当两个力同向时，合力最大，为__________。

1．合力和分力可以同时作用在一个物体上。

()2．两个力的合力一定比任一分力大。

()3．两分力同时增大1倍，合力也增大1倍。

()4．两分力都增加10N ，合力也增加10N 。

()思考1．互成角度的两个力，其中一个力增大后，合力一定增大吗？请作图说明。

________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．(1)有三个共点力F 1＝8N ，F 2＝7N ，F 3＝10N ，则这三个力合力的最大值为______N ，最小值为________N 。

第二讲力的合成与分解[小题快练]1．判断题(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力．( √ )(2)合力及其分力可以同时作用在物体上．( × )(3)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替．( √ )(4)在进行力的合成与分解时，都要应用平行四边形定则或三角形定则．( √ )(5)两个力的合力一定比其分力大．( × )(6)互成角度的两个力的合力与它的分力间一定构成封闭的三角形．( √ )2．(多选)两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角θ固定不变，使其中一个力增大，则( BC ) A．合力F一定增大B．合力F的大小可能不变C．合力F可能增大，也可能减小D．当0°＜θ＜90°，合力F一定减小3．(多选)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则( AD )A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B．F1、F2同时增加10 N，F也一定增加10 NC．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变D．若F1、F2中的一个增大，F不一定增大4．将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中错误的是( C )考点一力的合成问题(自主学习)1．几种特殊情况的共点力的合成.2.用点指向第二个力的箭头的有向线段为合力．平行四边形定则与三角形定则的关系如图甲、乙所示．3．合力大小的范围(1)两个共点力的合成|F1－F2|≤F合≤F1＋F2两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小．当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|，当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.(2)三个共点力的合成①三个力共线且同向时，其合力最大为F1＋F2＋F3.②任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力最小值为零；如果第三个力不在这个范围内，则合力最小值等于最大的力减去另外两个力．(3)多力合力的范围从所有力中选出最大的力，若其余所有力的和大于最大的力，则合力的最小值为0，若其余所有力的和小于最大的力，则合力的最小值为最大的力减去其余所有力的和，而合力的最大值为所有力的和．1－1.[合力的求解](2019·宁夏石嘴山三中月考)某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若F4的方向沿逆时针方向转过60°角，但其大小保持不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，此时物体受到的合力的大小为()A．0 B．F4C.2F4D．2F4解析：物体在四个共点力作用下处于平衡状态，即物体所受合外力为0，把F4的方向沿逆时针转过60°角而大小保持不变，其余三个力的合力为－F4，则－F4与旋转后的F4成120°角，根据平行四边形定则：总合力为F4，故B正确．答案：B1－2. [合力与分力的关系](2016·全国卷Ⅲ)如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为()A.m2B．32mC．m D．2m解析：如图所示，由于不计摩擦，线上张力处处相等，则轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心．由于a、b间距等于圆弧半径，则∠aOb＝60°，进一步分析知，细线与aO、bO间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块进行研究，悬挂小物块的细线张角为120°，由平衡条件知，小物块的质量与小球的质量相等，即为m.故C正确．答案：C考点二力的分解问题(师生共研)力的分解常用的方法x轴方向上的分力：F x＝F cos θy轴方向上的分力：F y＝F sin θF1＝Gcos θF2＝G tan θ[典例]l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物．在绳上距a 端l2的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比m1m2为()A.5B．2C.52D． 2解析：方法一(力的效果分解法)钩码的拉力F等于钩码重力m2g，将F沿ac和bc方向分解，两个分力分别为F a、F b，如图甲所示，其中F b＝m1g，由几何关系可得cos θ＝FF b＝m2gm1g，又由几何关系得cos θ＝ll2＋(l2)2，联立解得m1m2＝52. 方法二(正交分解法) 绳圈受到F a、F b、F三个力作用，如图乙所示，将F b沿水平方向和竖直方向正交分解，由竖直方向受力平衡得m 1g cos θ＝m 2g ；由几何关系得cos θ＝ll 2＋(l 2)2，联立解得m 1m 2＝52.答案：C [反思总结]力的分解问题的求解方法的选取原则1．选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常利用三角形法则或按实际效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法． 2．当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法．2－1.[力的正交分解法] (2019·浙江台州中学统练)如图甲所示，将由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示．当钢绳向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，当摩擦力足够大时，就能将重物提升起来，且罐越重，短杆提供的压力越大．若罐的质量为m ，短杆与竖直方向的夹角θ＝60°，匀速吊起该罐时，短杆对罐壁的压力大小为 (短杆的质量不计，重力加速度为g ) ( )A ．mgB ．32mg C.12mgD ．3mg解析：先对罐整体受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，拉力等于重力，故：T ＝mg ；再将细线的拉力沿着两个短杆方向分解，如图所示：解得：T 1＝T 2＝T 2cos θ＝mg ，最后将短杆方向分力沿着水平和竖直方向正交分解，如图所示：T 1x ＝T 1sin θ＝32mg ，根据牛顿第三定律可知故短杆对罐壁的压力为32mg ，故选B. 答案：B2－2.[力的效果分解法] 如图所示，三根粗细均匀完全相同的圆木A 、B 、C 堆放在水平地面上，处于静止状态，每根圆木的质量为m ，截面的半径为R ，三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O 1＝120°，若在地面上的两根圆木刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑圆木之间的摩擦，重力加速度为g ，则( )A ．圆木间的弹力为12mgB ．下面两根圆木对地面的压力均为32mg C ．地面上的每根圆木受到地面的作用力为32mgD ．地面与圆木间的动摩擦因数为32解析：对A 进行受力分析，如图所示，A 处于平衡状态，合力为零，则有N 2cos θ2＝12mg ，解得N 1＝N 2＝12mg cos 60°＝mg ，故A 错误；对整体受力分析，受到重力、地面的支持力、B 受到的向右的摩擦力和C 受到的向左的摩擦力，由对称性可知，竖直方向有N B ＝N C ＝32mg ，故B 正确；对B 进行研究，地面对B 的作用力等于地面对B 的支持力与地面对B 的摩擦力的合力F ＝(32mg )2＋f 2，大于32mg ，故C 错误；对C 进行研究，根据平衡条件得f ＝N 2sin 60°＝mg ×32＝32mg ，所以地面对C的摩擦力大小为32mg ，根据摩擦力公式f ＝μN C ，可得μ＝f N C＝32mg 32mg ＝33，故D 错误．答案：B2－3.[两种方法的综合] 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B 为固定铰链，若在A 铰链处作用一垂直于墙壁的力F ，则由于力F 的作用，使滑块C 压紧物体D ，设C 与D 光滑接触，杆的重力及滑块C 的重力不计，图中a ＝0.5 m ，b ＝0.05 m ，则物体D 所受压力的大小与力F 的比值为( ) A ．4 B ．5 C ．10D ．1解析：按力F 的作用效果沿AC 、AB 杆方向分解为图甲所示的F 1、F 2，则F 1＝F 2＝F2cos θ，由几何知识得tan θ＝ab ＝10，再按F 1的作用效果将F 1沿水平向左和竖直向下分解为图乙所示的F 3、F 4，则F 4 ＝F 1 sin θ，联立得F 4＝5F ，即物体D 所受压力的大小与力F 的比值为5，B 对．答案：B考点三 对称法解决非共面力问题 (自主学习)在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受四个以上的非共面力作用处于平衡状态的情况，解决此类问题时要注意图形结构的对称性特点，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性，即某些力大小相等．3－1.[大小相等的非共面力]如图所示，一半圆形降落伞边缘用24根伞绳中心对称分布，下端悬挂一名飞行员，每根绳与中轴线的夹角为30°，飞行员及飞行员身上装备的总质量为80 kg，降落伞的质量为40 kg.当匀速降落时，不计飞行员自身所受空气作用力，每根悬绳的拉力是()A．50 N B．1003NC.20039N D．10033N解析：把绳的拉力正交分解为竖直向上和水平方向，竖直分力为F y＝F cos 30°＝32F，以飞行员为研究对象，由平衡条件知，24F y＝mg，其中m为飞行员及身上装备的总质量，解得：F＝20039N，故C正确．答案：C3－2.[大小不等的非共面力](多选)(2015·广东卷)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同．下列说法正确的有()A．三条绳中的张力都相等B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析：杆静止在水平地面上，杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力共同作用．根据平衡条件，三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零．杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项B、C正确；由于三条绳长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，A错误；绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，D错误．答案：BC1．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全．当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下列关于弹力F画法正确且分解合理的是( B )2. 如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( A )A．G B．G sin θC．G cos θD．G tan θ3. 如图所示，起重机将重为G的重物匀速吊起，此时四条钢索与竖直方向的夹角均为60°，则每根钢索中弹力大小为( D )A.G4B．3G6C.3G4D．G24. (2018·广西高级中学月考)两个质量相同的直角楔形物体a和b，分别在垂直于斜边的恒力F1和F2作用下静止在竖直墙面上，如图所示，下列说法正确的是( D )A．a、b一定都受四个力的作用B．a、b所受摩擦力的方向都是竖直向上C．F2一定小于F1D．F1、F2大小可能相等解析：对a受力分析如图1：除摩擦力外的三个力不可能平衡，故一定有摩擦力，摩擦力方向竖直向上，故a受四个力；除摩擦力外对b受力分析如图2：除摩擦力外，N、F2、mg三力有可能平衡，沿竖直方向和水平方向分解F2，设F2与竖直方向夹角为α则有：F2cos α＝mg，F2sin α＝N，解得F2＝mg cos α；(1)若F2＝mg cos α没有摩擦力，此时b受3个力；(2)若F2>mg cos α，摩擦力向下，b受四个力；(3)若F2<mg cos α，摩擦力向上，b受四个力；F1和F2没有必然的联系，有可能相等，但也有可能不等，故D正确，A、B、C错误；故选D.[A组·基础题]1. 如图所示，一物块在斜向下的推力F的作用下沿光滑的水平地面向右运动，那么A受到的地面的支持力与推力F的合力方向是( B )A．水平向右B．向上偏右C．向下偏左D．竖直向下2．(2018·上海吴淞中学月考)如图所示，F1、F2、F3大小不变恰好构成如图的直角三角形，这三个力的合力最大的是( C )解析：由矢量合成的法则可知，A中的合力的大小为2F3；B中的合力的大小为0；C中的合力的大小为2F2；D中的合力的大小为2F3；因为F2是直角三角形的斜边，所以F2最大，所以合力最大的是C 选项．3. 如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端绳中的拉力为F1，吊床对人的作用力为F2，则( A )A．坐着比躺着时F1大B．坐着比躺着时F1小C．坐着比躺着时F2大D．坐着比躺着时F2小4. 如图所示，将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态．已知球半径为R，重为G，线长均为R.则每条细线上的张力大小为( B )A．2G B．6 2GC.32G D．52G5. (2018·浙江省选考适应性考试)近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重力；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化．现将人体头颈部简化为如图所示的模型：头部重心为P点，颈椎看成可绕O点自由转动的轻杆OP，头部在沿OP方向的支持力和沿PS方向肌肉拉力的作用下处于静止．当低头时，颈椎OP与竖直方向的夹角为30°，PS与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( C )A．3.3倍B．2.8倍C．1.7倍D．1.2倍解析：设头部重力为G，当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部重力，即F＝G；当某人低头时，P点受力如图所示：根据几何关系结合正弦定理可得：F0sin 120°＝Gsin 30°，解得：F0＝3G，所以F0F＝31≈1.7，故A、B、D错误，C正确．6．(多选) 节日里悬挂灯笼是我国的一种民俗．由于建筑物位置原因，悬挂时A、B点高度不同，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为F A、F B，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是( BD )A．F A一定小于GB．F A一定小于F BC．F A与F B大小相等D．F A与F B大小之和大于G7．(多选)如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于平衡静止状态，g取10 m/s2.若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是20 3 N，则下列说法中正确的是( ABC )A．弹簧的弹力为10 NB．重物A的质量为2 kgC．桌面对B物体的摩擦力为10 3 ND．OP与竖直方向的夹角为60°8．(多选)如图所示，两相同物块分别放置在对接的两固定斜面上，物块处在同一水平面内，之间用细绳连接，在绳的中点加一竖直向上的拉力F，使两物块处于静止状态，此时绳与斜面间的夹角小于90°.当增大拉力F后，系统仍处于静止状态，下列说法正确的是( ACD )A．绳受到的拉力变大B．物块与斜面间的摩擦力变小C．物块对斜面的压力变小D．物块受到的合力不变[B组·能力题]9. 一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接．并悬挂在空中．在稳定水平风力作用下发生倾斜，绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示．设每只灯笼的质量均为m.由上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为( C )A．23mg B．233mgC.833mg D．8mg10. 如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上，一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上．若只改变F的方向不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平面的夹角为( A )A．60°B．45°C．30°D．15°11．如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图甲中O为轻绳之间连接的结点，图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码，两装置均处于静止状态．现将图甲中B滑轮沿虚线稍稍上移一些，图乙中的端点B沿虚线稍稍上移一些(乙图中的绳长不变)，则关于图中θ角和OB绳的张力F的变化，下列说法正确的是( B )A ．甲、乙图中的θ角均增大，F 均不变B ．甲、乙图中的θ角均不变，F 均不变C ．甲图中θ角增大、乙图中θ角不变，张力F 均不变D ．甲图中θ角减小、F 不变，乙图中θ角增大、F 减小12. 如图所示，α＝30°，装置的重力和摩擦力均不计，若用F ＝100 N 的水平推力使滑块B 保持静止，则工件受到的向上的弹力多大？解析：装置的重力和摩擦力均不计，对B 进行受力分析如图，则水平方向：F ＝F 1sin α；对A 进行受力分析如图，则竖直方向：F 1cos α＝F 2，所以F 2＝cos αsin αF ；根据牛顿第三定律，工件受到的向上的弹力与工件对装置的作用力大小相等，方向相反， 即N ＝F 2＝cos αsin αF ＝3212×100 N ＝100 3 N.答案：100 3 N13．一重为G 的圆柱体工件放在V 形槽中，槽顶角α＝60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同且大小为μ＝0.25，则：(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图)水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件和槽之间的摩擦力大小．解析：(1)分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力，由题给条件知，F＝F f.将重力进行分解如图．因为α＝60°，所以G＝F1＝F2，由F f＝μF1＋μF2，得F＝0.5G.(2)把整个装置倾斜，则圆柱体重力压紧斜面的分力F1′＝F2′＝G cos 37°＝0.8G，此时圆柱体和槽之间的摩擦力大小F f′＝2μF1′＝0.4G.答案：(1)0.5G(2)0.4G。

第2讲力的合成与分解[课标要求]1．了解力的合成与分解；知道矢量和标量。

2．会应用平行四边形定则或三角形定则求合力。

3．能利用效果分解法和正交分解法计算分力。

考点一力的合成1．合力与分力(1)定义：如果一个力单独作用的效果跟几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，那几个力就叫作这个力的分力。

(2)关系：合力和分力是等效替代的关系。

2．共点力：作用在物体的同一点，或作用线的延长线交于一点的力。

3．力的合成(1)定义：求几个力的合力的过程。

(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，如图甲所示。

②三角形定则：把两个矢量首尾相连，从而求出合矢量的方法，如图乙所示。

自主训练1两个力的合成及合力的范围如图为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像(0≤θ≤2π)，下列说法中正确的是()A．合力大小的变化范围是0≤F≤14NB．合力大小的变化范围是2N≤F≤10NC．这两个分力的大小分别为6N和8ND ．这两个分力的大小分别为2N 和8N 答案：C解析：由题图可知，当两力夹角为π时，两力的合力为2N ，而当两力夹角为π2时，两力的合力为10N ，则这两个力的大小分别为6N 、8N ，故C 正确，D 错误；当两个力方向相同时，合力大小等于这两个力的大小之和14N ；当两个力方向相反时，合力大小等于这两个力的大小之差2N ，由此可见，合力大小的变化范围是2N ≤F ≤14N ，故A 、B 错误。

自主训练2作图法求合力(2023·浙江嘉兴模拟)如图所示，某物体同时受到共面的三个共点力作用，坐标纸小方格边长的长度对应1N 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8NC ．丙图为5ND ．丁图为1N答案：D解析：由题图可知，F 甲＝2N ，方向竖直向上；F 乙＝45N ，方向斜向右下；F 丙＝25N ，方向斜向左上；F 丁＝1N ，方向竖直向上；则题图丁的合力最小，为1N ，故选D 。

人教版物理必修1第二章第2讲：力的合成与分解（二）一、选择题。

1. 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+F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大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，一定能使合力为零2. 如图所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A、B两点上，滑轮下挂一物体，不计轻绳和轻滑轮之间的摩擦．现让B缓慢向右移动，则下列说法正确的是（）A.随着B向右缓慢移动，绳子的张力减小B.随着B向右缓慢移动，绳子的张力不变C.随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力变小D.随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力不变3. 如图所示，质量为m的重物悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ．设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2，以下结果正确的是（）A.F2=mgcosθB.F1=mgsinθC.F2=mg cosθD.F1=mg sinθ4. 如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起．当车轮刚被顶起时，汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120∘．则下列判断正确的是（）A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104NC.若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小5. 一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示，则它们的大小关系是（）A.F1>F2>F3B.F1>F3>F2C.F3>F1>F2D.F2>F1>F36. 物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示（小方格边长相等），则下列说法正确的是（）A.三力的合力有最大值F1+F2+F3，方向不确定B.三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向C.三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向D.由题给条件无法求出合力大小7. 如图所示，一件质量为M的衣服挂在等腰三角形的衣架上，衣架通过轻绳OA悬挂在天花板下．衣服架质量为m，衣架顶角θ=120∘，此时衣架底边水平．不计衣服与衣架摩擦，重力加速度为g，则竖直轻绳OA受到的拉力F T和衣架左侧对衣服的支持力F大小分别为（）A.F T=(M+m)g，F=√33Mg B.F T=(M+m)g，F=12MgC.F T=Mg，F=√32Mg D.F T=Mg，F=12Mg8. 如图所示，两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上，支架的夹角为120∘，用轻绳将两球与质量为m2的小球连接，绳与杆构成一个菱形，则m1:m2为（）A.1:1B.1:2C.1:√3D.√3:29. 如图所示，质量为m B=24kg的木板B放在水平地面上，质量为m A=22kg的木箱A 放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ=37∘．已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5．现用水平向右、大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出（sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，重力加速度g 取10m/s2），则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为（）A.0.3B.0.4C.0.5D.0.610. 一物块用轻绳AB悬挂于天花板上，用力F拉住套在轻绳上的光滑小圆环O（圆环质量忽略不计），系统在图所示位置处于静止状态，此时轻绳OA与竖直方向的夹角为α，力F与竖直方向的夹角为β．当缓慢拉动圆环使α（0∘<α<90∘）增大时（）A.F变大，β变大B.F变大，β变小C.F变小，β变大D.F变小，β变小二、多选题。

第2讲力的合成和分解知识巩固练习1．如图所示，一幼儿园小朋友在水平桌面上将a、b、c三个形状不规则的石块成功叠放在一起，受到了老师的表扬，则下列说法正确的是( )A．c受到水平桌面向左的摩擦力B．c对b的作用力方向一定竖直向上C．b对a的支持力大小一定等于a受到的重力D．b对a的支持力与a受到的重力一定是一对平衡力【答案】B【解析】以三个物体组成的整体为研究对象，整体只受到重力和桌面的支持力，水平方向不受摩擦力，故A错误；选取a、b作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与整体的重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故B正确；石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，则b对a的支持力和静摩擦力的合力方向竖直向上，支持力的方向不是竖直向上，也不等于a的重力，故C、D错误．2．如图所示，天鹅、大虾和梭鱼一起想把一辆大车在水平面上拖着跑，它们都给自己上了套，天鹅伸着脖子要往云里钻，大虾弓着腰儿使劲往前拉，梭鱼拼命地向水里跳，它们都在尽力地拉，结果大车却一动不动．则下列说法正确的是( )A．大虾和梭鱼对大车的拉力的合力一定比天鹅的拉力大B．它们三者拉力的合力与大车所受的重力一定平衡C．大车对地面的压力可能比重力大D．大车所受摩擦力大于其他所有力对大车的合力【答案】C【解析】车本身有重力的作用，大虾和梭鱼对大车的拉力的合力可以比天鹅的拉力小，A 错误；大车可能受到地面的支持力的作用，所以它们三者拉力的合力与大车所受的重力可以不平衡，B 错误；当梭鱼对大车的拉力在竖直方向上的分力大于天鹅对大车的拉力在竖直方向上的分力时，大车对地面的压力就会比重力大，C 正确；大车静止不动合力为零，所以大车所受摩擦力与其他所有力对大车的合力大小相等，方向相反，D 错误．3．(多选)(2021年德州质检)如图所示，形状和质量完全相同的两个小球a 、b 靠在一起，表面光滑，重力为G ，其中b 的下半部分刚好固定在水平面MN 的下方，上边露出另一半，a 静止在平面上．现过a 的轴心施加一水平作用力F ，可缓慢地将a 拉离平面一直滑到b 的顶端，对该过程分析，则应有( )A ．拉力F 先增大后减小，最大值是GB ．开始时拉力F 最大为3G ，以后逐渐减小为0C ．a 、b 间的压力开始最大为2G ，而后逐渐减小到GD ．a 、b 间的压力由0逐渐增大，最大为G【答案】BC【解析】据力的三角形定则可知，小球a 初状态时，受到的支持力N ＝G sin 30°＝2G ，拉力F ＝N cos 30°＝3G ．当小球a 缓慢滑动时，θ增大，拉力F ＝G cot θ，所以F 减小；当小球a 滑到小球b 的顶端时小球a 还是平衡状态，此时它受到的拉力必定为0，故A 错误，B 正确．小球a 受到的支持力由N ＝Gsin θ可知，θ增大而支持力减小，滑到b 球的顶端时由于小球处于平衡状态，支持力N ＝G ，故a 、b 间的压力开始最大为2G ，而后逐渐减小到G ，故C 正确，D 错误．4．如图，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A(A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑．已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1，A 与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则A 与B 的质量之比为( )A ．1μ1μ2 B ．1－μ1μ2μ1μ2C ．1＋μ1μ2μ1μ2D ．2＋μ1μ2μ1μ2【答案】B【解析】B 刚好不下滑，说明B 的重力等于最大静摩擦力，即m B g ＝μ1F ．A 恰好不滑动，视A 、B 为一个整体，水平力等于整体的最大静摩擦力，即F ＝μ2(m A ＋m B )g ．联立两式可解得m A m B ＝1－μ1μ2μ1μ2．故B 正确． 5．(2021届山东名校一模)如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上，若物块质量为6 kg ，斜面倾角为37°，动摩擦因数为0.5，物块在斜面上保持静止，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g ＝10 m/s 2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，则F 的可能值为( )A ．10 NB ．20 NC ．0 ND ．62 N【答案】B【解析】当物体受到的摩擦力沿斜面向上时，由共点力平衡可知mg sin 37°－μmg cos 37°－F ＝0，解得F ＝mg sin 37°－μmg cos 37°＝12 N ．当物体受到的摩擦力沿斜面向下时，由共点力平衡可知mg sin 37°＋μmg cos 37°－F ′＝0，解得F ′＝mg sin 37°＋μmg cos 37°＝60 N ．故施加的外力F 范围为12 N≤F ≤60 N，B 正确．6．如图所示，橡皮筋一端固定，用力F 1和F 2共同作用于橡皮筋的另一端，使之伸长到点O ，这时力F 1和F 2与橡皮筋之间的夹角分别为α、β，现保持橡皮筋的位置不变，力F 2的大小保持不变，而使力F 2逆时针转过某一角度(小于β)则可能需要( )A ．增大F 1的同时，增大α角B ．增大F 1的同时，α角不变C ．增大F 1的同时，减小α角D ．减小F 1的同时，减小α角【答案】A【解析】以O 点为研究对象，F 1和F 2的合力不变，而力F 2的大小保持不变，使力F 2逆时针转过某一角度(小于β)，各力变化如图所示．由图可知，F 1的大小变大，夹角α增大，故A 正确，B 、C 、D 错误．7．(多选)如图所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个正方形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面上，保持静止状态．已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ，塑料壳和磁铁的总质量为m ，塑料壳和顶棚斜面间的动摩擦因数为μ，则以下说法正确的是( )A ．塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mg cos θB ．顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmg cos θC ．将塑料壳与磁铁看作一个整体，顶棚斜面对它的支持力、吸引力和摩擦力的合力等于mgD ．磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动【答案】CD【解析】将塑料壳和圆柱形磁铁当作整体进行受力分析，它受重力、支持力(垂直斜面向上)、沿斜面向上的摩擦力、顶棚对圆柱形磁铁的吸引力而处于平衡状态，则塑料壳对顶棚斜面的压力大于mg cos θ，A 错误；顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小等于mg sin θ，B 错误；将塑料壳和磁铁看作一个整体，顶棚斜面对它的支持力、吸引力和摩擦力三者的合力大小等于mg ，C 正确；当磁铁的磁性消失时，最大静摩擦力大小发生变化，但合力可能为零，可能保持静止状态，则塑料壳不一定会往下滑动，D 正确．综合提升练习8．(多选)(2021届南昌名校期末)两个中间有孔、质量为M 的小球A 、B 用一轻弹簧相连，套在水平光滑的横杆上．两个小球下面分别连一轻弹簧．两轻弹簧下端系在一质量为m 的小球C 上，如图所示．已知三根轻弹簧的劲度系数都为k ，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形．下列说法正确的是( )A ．水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg ＋mgB ．连接质量为m 的小球的轻弹簧的弹力为mg 3C ．连接质量为m 的小球的轻弹簧的伸长量为33k mg D ．套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为36k mg【答案】CD【解析】先将三个小球当作整体，在竖直方向，整体受到两个力作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力，其大小为F N ＝(2M ＋m )g ，则F N 2是水平横杆对质量为M 的小球的支持力，A 错误；以C 为研究对象，受到的弹力为F ，则有2F cos 30°＝mg ，F ＝mg 2cos 30°＝3mg 3，B 错误；连接质量为m 的小球的轻弹簧的伸长量为Δx ＝3mg 3k，C 正确；对M 进行受力分析，在水平方向，设连接M 的弹簧所受的弹力为F ′，有F ′＝F cos 60°，则kx ′＝12F ，得x ′＝3mg 6k，D 正确． 9．(多选)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有( )A ．三条绳中的张力都相等B ．杆对地面的压力大于自身重力C ．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D ．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【答案】BC【解析】由于三条绳子的长度不同，绳子与竖直方向的夹角不同，故绳中的张力也不相等，A 错误；三条绳子对杆的拉力都有竖直向下的分力，分别设为T 1y 、T 2y 、T 3y ，杆的重力设为G ，地面对杆的支持力设为N 支，由平衡条件知，N 支＝T 1y ＋T 2y ＋T 3y ＋G ＞G ，再根据牛顿第三定律，杆对地面的压力N 压＝N 支＞G ，故B 正确；杆受到三条绳子的拉力在水平方向的分力分别为T 1x 、T 2x 、T 3x ，三个力平衡，合力为零，C 正确；绳子对杆的拉力的合力即为拉力在竖直方向分力的合力，方向竖直向下，与重力的方向相同，故与重力不可能是一对平衡力，D 错误．10．(多选)(2021年成都质检)如图所示，两个可视为质点的小球a 和b ，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑的半球面内．已知细杆长度是球面半径的2倍，当两球处于静止状态时，细杆与水平面的夹角θ＝15°，则( )A ．杆对a 、b 球作用力大小相等且方向沿杆方向B ．小球a 和b 的质量之比为2∶1C ．小球a 和b 的质量之比为3∶2D ．半球面对a 、b 球的弹力之比为3∶1 【答案】AD【解析】对轻杆，受到两个球的弹力是一对平衡力，根据牛顿第三定律可得，杆对a 、b 两球的作用力大小相等，且方向沿杆方向，A 正确；a 、b 两球受力情况如图所示，过O 作竖直线交ab 于c 点，设球面半径为R ，则△Oac 与左侧力的三角形相似，△Obc 与右侧力的三角形相似，由几何关系可得m a g Oc ＝T ac ，m b g Oc ＝T bc ，即m a m b ＝bc ac，由题可知，细杆长度是球面半径的2倍，根据几何关系可得α＝45°，由于△acf ∽△bce ，则bc ac ＝be af ＝R sin 60°R sin 30°＝31，则m a m b ＝bcac ＝31，B 、C 错误；由几何关系可得N a Oa ＝T ac ，N b Ob ＝T bc ，解得N a N b ＝bc ac ＝31，D 正确．11．如图所示，AC 和BC 两轻绳共同悬挂一质量为m 的物体，若保持AC 绳的方向不变，AC 与竖直方向的夹角为60°，改变BC 绳的方向，求：(1)物体达到平衡时，θ角的取值范围．(2)θ在0°～90°的范围内，求BC 绳上拉力的最大值和最小值．【答案】(1)0°≤θ＜120° (2)3mg 32mg【解析】(1)改变BC 绳的方向时，AC 绳的拉力F T A 方向不变，两绳拉力的合力F 与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，如图所示，经分析可知，θ最小为0°，此时F T A ＝0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上，所以θ的取值范围是0°≤θ＜120°．(2)θ在0°～90°的范围内，当θ＝90°时，F T B最大，F max＝mg tan 60°＝3mg，当两绳垂直时，即θ＝30°时，F T B最小，F min＝mg sin 60°＝32 mg．。

第2讲力的合成与分解[基础知识·填一填][知识点1] 力的合成1．合力与分力（1)定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，那几个力叫做这一个力的分力。

（2）关系：合力与分力是等效替代关系．2．力的合成（1)定义：求几个力的合力的过程．（2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。

②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量．判断正误，正确的划“√”,错误的划“×"．(1)两个力的合力一定大于任一个分力．(×)(2)合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不能重复分析．(√)（3)1 N和2 N的合力一定等于3 N．(×）(4）合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力．(√)[知识点2］力的分解1．定义求一个力的分力的过程，力的分解是力的合成的逆运算．2．遵循的原则（1）平行四边形定则．（2) 三角形定则．3．分解方法(1)力的效果分解法．(2)正交分解法．判断正误,正确的划“√”，错误的划“×”．(1）8 N的力能够分解成5 N和3 N的两个分力．(√)(2）力的分解必须按效果分解．（×）(3)互成角度的两个力的合力与两力一定构成封闭的三角形．（√）[知识点3］矢量和标量1．矢量既有大小又有方向的物理量，合成时遵循平行四边形定则．如速度、力等．2．标量只有大小没有方向的物理量，求和时按算术法则相加．如路程、动能等．[教材挖掘·做一做]1．(人教版必修 1 P62实验改编)如图(甲）所示，用两个弹簧测力计（方向不同）拉住物块，稳定时弹簧测力计示数分别为F1，F2；如图（乙)所示,把同一物块挂在一个弹簧测力计的下面，稳定时弹簧测力计的示数为F。

人教版物理必修1第二章第2讲：力的合成与分解一、选择题。

1. 如图所示，体操吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环上两根绳的拉力F T（两个拉力大小相等）及它们的合力F的大小变化情况为（）A.F T减小，F不变B.F T增大，F不变C.F T增大，F减小D.F T增大，F增大2. 如图所示，在光滑的水平杆上穿有两个重力均为2N的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压缩了10cm，两条线的夹角为60∘，则（）A.弹簧弹力大小为0.5NB.细线拉力大小为2NC.C球的重力为√3ND.杆对A球的支持力为(4+2√3)N3. 小娟、小明两人共提总重力为G的一桶水匀速前行，如图所示，两人手臂用力大小均为F，手臂间的夹角为θ．则（）B.当θ=90∘时，F有最小值A.当θ=60∘时，F=G2C.当θ=120∘时，F=GD.θ越大时，F越小4. 盖房子有时需要用到瓦这种建筑材料，如图甲所示，工人需要把一些瓦从高处送到低处，设计了一种如图乙所示的简易滑轨．两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处．在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是（）A.减小两杆之间的距离B.增大两杆之间的距离C.减少每次运送瓦的块数D.增多每次运送瓦的块数5. 如图所示，质量均为m的两个小球A、B固定在轻杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与碗的竖直半径垂直时，两小球刚好能平衡，则小球A对碗的压力大小为（）A.2√33mg B.√32mg C.√33mg D.2mg6. 如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30∘角，则每根支架承受的压力大小为（）A.mg3B.2mg3C.√3mg6D.2√39mg7. 如图所示为男子吊环比赛中的一个场景，此时人静止不动，吊绳与竖直方向分开相同的角度，设人的重力大小为G，左边吊绳张力为F1，右边吊绳张力为F2．下列说法正确的是（）A.F1和F2大小之和一定等于GB.F1和F2大小之和一定小于GC.吊绳与竖直方向的夹角增大时，F1和F2都会变大D.吊绳与竖直方向的夹角增大时，F1和F2都会变小8. 有上下两条动摩擦因数相同的水平轨道L1、L2，它们在同一竖直面内，相同质量的物块A、B放置在两轨道上，轨道L1开一条平行轨道方向的细缝，可使细线通过，如图所示．A物块在B物块正上方．在连接A、B细线的中点O施加拉力，使A、B一起向右做匀速直线运动，则F的方向可能是（图中OQ表示水平方向）（）A.沿OP方向B.沿OQ方向C.沿ON方向D.沿OP、OQ、ON方向都可能9. 质量为M的磁铁，吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动．某同学沿着黑板面用水平向右的恒力F轻拉磁铁，磁铁向右下方做匀速直线运动，则磁铁受到的摩擦力f（）A.大小为MgB.大小为√F2+(Mg)2C.大小为FD.方向水平向左10. 如图所示，A、B两物体的质量分别为m A、m B，且m A>m B，整个系统处于静止状态．滑轮的质量和一切摩擦均不计．如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化（）A.物体A的高度升高，θ角变大B.物体A的高度降低，θ角变小C.物体A的高度升高，θ角不变D.物体A的高度不变，θ角变小二、多选题。

高考物理总复习第二单元相互作用第2讲力的合成与分解教师用书含解析1 力的合成(1)合力与分力:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,那么这一个力就叫作几个力的合力,那几个力叫作这一个力的分力。

合力与分力是等效替代关系。

(2)力的合成:求几个力的合力的过程。

运算法则:①平行四边形定则,求两个互成角度的分力的合力,可以把表示这两个力的有向线段作为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。

②三角形定则,把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。

(3)合力与分力的大小关系:当两分力F1、F2大小一定,夹角α从0°增大到180°的过程中,合力大小随夹角α的增大而减小。

【温馨提示】在力的合成中,两个分力实际存在,对应同一个受力物体,有不同的施力物体,但合力没有与之对应的施力物体。

湖南长沙检测)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则()。

A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 NC.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D.若F1、F2中的一个增大,则F一定增大【答案】A山东青岛月考)(多选)共点的两个力,大小均为10 N,当它们的合力在0~10 N范围时,它们夹角的可能值是()。

A.33°B.68°C.128°D.166°【答案】CD2 力的分解(1)定义:求一个力的分力的过程。

力的分解是力的合成的逆运算。

遵循的原则: 平行四边形定则。

(2)正交分解法:把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法。

坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,坐标轴的选取一般有以下两个原则:①使尽量多的力落在坐标轴上。

②尽量使某一轴上各分力的合力为零。

【温馨提示】力分解时有解或无解,关键是看代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形)。