高考物理一轮复习 考点精讲 考点06 力的合成与分解（原卷版）

考点06力的合成与分解（核心考点精讲精练）1.5年真题考点分布力的合成与分解2023·辽宁卷·T112023·浙江卷6月·T62022·浙江卷1月·T52022·辽宁卷·T42022·广东卷·T12021·广东卷·T32021·重庆卷·T12019·全国卷Ⅲ·T162.命题规律及备考策略【命题规律】近几年高考主要考查：力的合成、力的分解、正交分解法【备考策略】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.【命题预测】与力的平衡、牛顿运动定律结合；与电场和磁场相结合多出现在计算题中。考向1力的合成1．求合力的方法作图法作出力的图示，结合平行四边形定则，用刻度尺量出表示合力的线段的长度，再结合标度算出合力大小.计算法根据平行四边形定则作出力的示意图，然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力.2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.①两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小．②当两个力反向时，合力最小，为|F1－F2|；当两个力同向时，合力最大，为F1＋F2.(2)三个共点力的合力大小的范围①最大值：三个力同向时，其合力最大，为Fmax＝F1＋F2＋F3.②最小值：如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内，则其合力的最小值为零，即Fmin＝0；如果不处于，则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和，即Fmin＝F1－(F2＋F3)(F1为三个力中最大的力)．3.几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算两力互相垂直F＝Ftanθ＝F两力等大，夹角为θF＝2F1cosθF与F1夹角为θ两力等大且夹角为120°合力与分力等大（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（）A．轻绳的合拉力大小为B．轻绳的合拉力大小为C．减小夹角，轻绳的合拉力一定减小D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小（2023·高三课时练习）如图所示，某质点在共点力F1、F2、F3作用下处于静止状态，现将F1逆时针旋转60°，其他力均保持不变，那么该质点所受合力大小为（）A．F1 B．F2＋F1 C．F3 D．F1＋F3考向2力的分解1．力的分解常用的方法正交分解法按需分解法分解方法将一个力沿着两个互相垂直的方向进行分解按照解决问题的需要进行分解实例分析x轴方向上的分力Fx＝Fcosθy轴方向上的分力Fy＝FsinθF1＝eq\f(G,cosθ)F2＝Gtanθ2.力的分解方法的选取原则(1)一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，优先选用正交分解法。(2)当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法。3．力的正交分解法(1)建立坐标轴的原则：在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上)；在动力学中，往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系．(2)多个力求合力的方法：把各力向相互垂直的x轴、y轴分解．x轴上的合力Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋…y轴上的合力Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋…合力大小F＝eq\r(Fx2＋Fy2)若合力方向与x轴夹角为θ，则tanθ＝eq\f(Fy,Fx).（2021·广东·高考真题）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和，，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（2023·全国·模拟预测）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。考向3力的分解中的多解问题已知条件示意图解的情况已知合力与两个分力的方向已知合力与两个分力的大小在同一平面内有两解或无解(当F<|F1－F2|或F>F1＋F2时无解)已知合力与一个分力的大小和方向有唯一解已知合力与一个分力的大小及另一个分力的方向在0°<θ<90°时有三种情况：①当F1＝Fsinθ或F1>F时，有一组解；②当F1<Fsinθ时无解；③当Fsinθ<F1<F时，有两组解。若90°<θ<180°，仅F1>F时有一组解，其余情况无解（多选）（2023·高三课时练习）已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为F，方向未知，则F1的大小可能是（）A．F B．FC．F D．F（2023秋·辽宁锦州·高三渤海大学附属高级中学校考期末）为探究“合力与分力的关系”小鲁同学设计了如下实验。如图甲在相距为的两根竖直杆之间用一根长为的不可伸长的轻绳连接（打结）一物体，在绳的两端分别连接两个拉力传感器和，保持的位置不变，且高于，不计拉力传感器的重力。改变悬挂点到点的距离（不相对滑动），测得两传感器的拉力大小随的变化图像如下图乙中Ⅰ、Ⅱ所示，试回答下列问题。（1）点的轨迹在一个上（填“圆”、“抛物线”或“椭圆”）（2）图线Ⅰ表示的是处传感器的拉力（填“”或“”）（3）根据图像可求得物体的重力为（用图中传感器的读数，及绳长和两杆间距表示）【基础过关】1．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考模拟预测）两个共点力大小分别为4N和12N，则这两个力的合力大小可能为（）A．10N B．6N C．4N D．17N2．（2023·高三课时练习）一物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而保持静止状态，如图，现保持1N、3N、4N三个力的方向和大小不变，而将2N的力绕O点旋转90°，此时作用在物体上的合力大小为（）A．2N B．N C．3N D．N3．（2023·浙江·高三专题练习）将一重为G的铅球放在倾角为50°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，铅球对挡板的压力为、对斜面的压力为，则（

）A． B． C． D．4．（2023·重庆云阳·校考模拟预测）如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（）A．θ=120°B．θ＞120°C．θ＜120°D．不论θ为何值，AO总是先断5．（2023春·福建福州·高三校联考开学考试）互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大且两力的夹角不变，则其合力（）A．若两力的夹角小于90°，则合力一定增大B．若两力的夹角大于90°，则合力一定增大C．若两力的夹角大于90°，则合力一定减小D．无论两力夹角多大，合力一定变大6．（多选）（2023·高三课时练习）两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F，以下说法正确的是（）A．若F1和F2大小不变，角θ越小，合力F就越大B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个都大C．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F必然增大D．合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的7．（多选）（2023·高三课时练习）下列各三角形的各边分别表示三个力F1、F2、F3，对各图中三个力及它们的合力F的关系描述正确的是（）A． B．C． D．【能力提升】8．（2023·上海·高三专题练习）如图，在直角坐标系的第一象限内有两个作用点都在原点O的力、，要使、在坐标平面内过原点O的某直线上分力之和最小，则该直线（）A．可能经过第一、三象限B．可能经过第二、四象限C．一定经过第一、三象限D．一定经过第二、四象限9．（2023·北京·高三专题练习）如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（）A．大小都等于水桶重力的一半B．与竖直方向的夹角相等C．减小与的夹角，大小不变D．减小与的夹角，的合力变大10．（2023秋·陕西西安·高三西北工业大学附属中学校考期末）一个物体在四个共点力F1、F2、F3、F4作用下，沿F4的方向做匀速直线运动．则下列说法正确的是(

)A．F1、F2、F3的合力为零B．F1、F2、F3的合力与运动方向相同C．F1、F2的合力与F3、F4的合力相同D．F2、F3的合力与F4、F1的合力大小相等，方向相反11．（2023·全国·模拟预测）如图所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态。已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60°角，则（）A．轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等B．轻绳对球A的拉力与半网柱对球A的弹力大小不相等C．轻绳AOB对球A的拉力与对球B的拉力大小之比为：D．球A与球B的质量之比为2：112．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，重为G物体在外力F的牵引下沿粗糙水平面做匀速直线运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，若F与水平面间的夹角从到逐渐增大，下列说法错误的是（）A．力F逐渐增大B．外力F先减小后增大C．物体的合外力保持不变D．支持力与摩擦力的合力方向不变13．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）如图所示，在2022年世界杯某一场足球比赛中，运动员一脚将沿水平方向速度大小为5m/s飞来的足球以大小为10m/s的速度反向踢回，已知足球质量为0.4kg，假设足球与脚接触的时间。取，则脚踢球的过程中（）A．脚对足球不做功B．足球受到的冲量大小为C．足球受到脚的水平方向平均作用力为60ND．足球受到的合力为60N14．（2023·河北石家庄·统考模拟预测）如图所示，不可伸长、质量不计的绳子两端分别固定在竖直杆PQ、MN上，杂技演员利用轻钩让自己悬挂在绳子上，不计轻钩与绳间的摩擦。现将MN杆绕N点垂直纸面向外缓慢转动15°，该过程中关于绳子上张力大小的变化，下列说法正确的是（）A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．始终不变 D．先变大后变小15．（2023·全国·模拟预测）唐代《来耜经》记载曲辕犁是一种起土省力的先进耕犁。耕地过程中，牛通过两根耕索拉曲辕犁，如图所示。忽略耕索质量。下列说法正确的是（）A．曲辕梨匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力B．曲猿犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力C．其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较大时，牛较省力D．其他条件相同，当两根耕索之间的夹角较小时，牛较省力16．（2023·广东·模拟预测）2020年的春节刚刚来临，国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。在药物使用中就应用到很多物理知识。两图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力F，针尖会对瓶塞产生很大的推力。现只分析如图的针尖倾斜侧面与水平侧面对瓶塞产生的两个推力，则（）A．针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比水平侧面的推力大C．若F一定，使用顶角越小的针尖，则倾斜侧面对瓶塞产生的推力就越小D．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力17．（2023秋·河北石家庄·高三统考期末）如图，为了行车方便和安全，跨江大桥都要造专门长的引桥来减小桥面的坡度，减小坡度的目的是（）A．减小汽车与桥面之间的压力 B．增大汽车沿桥面方向的下滑力C．减小汽车重力沿桥面方向的分力 D．增大汽车重力沿桥面方向的分力18．（2023·安徽·校联考三模）尖劈可用来卡紧物体，在距今约万年的新石器时代的石斧、石矛都说明尖劈是人类最早发明并广泛使用的一种简单的工具。如图所示为顶角很小的木质尖劈，将它嵌入木头缝中，可起到卡紧物体的目的。已知木质尖劈与木头间的动摩擦因数为，为了使木质尖劈起到卡紧物体的作用，则木质尖劈的顶角最大约为（）A． B． C． D．19．（多选）（2023·重庆·重庆八中校考模拟预测）一个质量为的物体，仅受到两个力的作用，要使该物体获得的加速度大小为，则这两个力的大小可能是（）A．和 B．和 C．和 D．和20．（多选）（2023·广东潮州·校考三模）耙在中国已有1500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，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（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C．地对耙的水平阻力大小为 D．地对耙的水平阻力大小为21．（多选）（2023·全国·模拟预测）卡车车厢中装有完全相同的水泥圆管，下面的两根圆管前端与车厢壁接触，上面的圆管未与车厢壁接触，三根圆管互相接触，如图所示。已知圆管之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列有关说法中正确的是（）A．汽车启动过程，最上面的水泥圆管受到的摩擦力向前B．汽车启动过程，最上面的水泥圆管受到的摩擦力逐渐增大C．为了安全起见，汽车刹车过程中的加速度不能超过μgD．为了安全起见，汽车刹车过程中的加速度不能超过22．（多选）（2023春·江西赣州·高二江西省全南中学校考期末）如图所示，斜面体固定在水平面上，一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2，两端分别与物体和轻环连接，轻环穿在水平横杆上，滑轮2下吊一物体。物体和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止。现将向右移动少许，物体始终静止，系统再次静止，不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则（）A．细线拉力将变大B．地面对斜面体的支持力将变大C．横杆对轻环的摩擦力将变大D．斜面体对物体的摩擦力将变小23．（2023·山东·高三专题练习）某兴趣小组要测量一个重物的重力。实验器材：一根轻弹簧、手机、1个钩码、不计质量的细线、重物、刻度尺。由于重物的重力超过了弹簧的弹性限度，故该小组设计如下实验方案，已知本地重力加速度。实验步骤：（1）如图甲所示，用轻弹簧竖直挂起1个钩码时，测出弹簧伸长量为；（2）用弹簧与细线互成角度吊起重物，稳定时测出弹簧伸长量为，则此时弹簧的弹力大小为N；（3）用手机软件测出两侧细线与竖直方向夹角分别为，如图乙所示。画出的拉力的方向如图丙两侧虚线所示，请用图示法在图丙中画出二者的合力（已知单位长度表示的力为）；（4）由作图结果可得重物的重力为N（保留两位小