2024年高考物理总复习 力的合成与分解 强化训练

核心素养测评•专题强化练•实验抢分专练

七力的合成与分解（40分钟70分）

基础巩固练

1.（5分）（生产生活）（多选）如图所示，石磨是用人力或畜力将粮食去皮或研磨成粉末

的石制工具，通常由两块尺寸相同的短圆柱形石块和磨盘构成。若两人分别用大小为150N和

300N的水平力推动圆柱形石块使其转动，则这两个力的合力大小可能为（BCD）

A.100NB.150NC.300ND.450N

［解析］选B、C、Do根据力的合成特点可知这两个力的合力大小范围为300N-150NWF£

150N+300N,解得150NWFW450N,故选B、C、D。

2.［2023•岳阳模拟］（5分）在学习力的平衡时，小梦同学将三个力Fi、F2和F3平移后恰好构

成封闭的直角三角形，如图所示，学习小组的四位同学分别做了以下判断，其中正确的是

A.甲同学认为该三个力的合力为零

B.乙同学认为若只将Fi改成原来的反方向，则该三个力的合力为零

C.丙同学认为若只将F2改成原来的反方向，则该三个力的合力为26

D.丁同学认为若只将F3改成原来的反方向，则该三个力的合力为2F2

［解析］选C。求两个力的合力，根据平行四边形定则，可把合力与分力构成一个封闭的矢量三

角形，且分矢量是箭头与箭尾依次连接，合矢量是箭头与箭头连接，箭尾与箭尾连接。若三

个力依次首尾相连，构成一个封闭的矢量三角形，则三个力的合力为零。从题图中可看出F3

与鼻、尸2的合力相同，则该三个力的合力应为2尸3，故A错误；若只将岂改成原来的反方向，

同理可得尸2与F1、尸3的合力相同，则这三个力的合力应为2尸2，故B错误；若只将尸2改成原来

的反方向，同理可得F1与尸2、尸3的合力相同，则该三个力的合力为2F1，故C正确；若只将尸3

改成原来的反方向，则该三个力依次首尾相连，构成一个封闭的矢量三角形，则该三个力的

合力为0,故D错误。

3.（5分）（科技前沿）如图所示是位于运载火箭顶部的逃逸塔，塔身外侧对称分布四个喷

口朝向斜下方的逃逸主发动机。每个主发动机产生的推力大小为F,其方向与逃逸塔身夹角

为。o四个主发动机同时工作时，逃逸塔获得的推力大小为（C）

A.4FB.4Fsin0C.4Fcos0D.Fsin0

［解析］选C。发动机产生的推力分解如图所示:

四个主发动机同时工作时，逃逸塔获得的推力大小为F推=4Fcos0,故选C。

【加固训练】短跑运动员进行训练时，常常会将阻力伞绑在腰间来对抗阻力以提高核心力

量。该项训练具有易操作、不易受伤、阻力大小易控制的特点。如图所示，当阻力伞全部打

开时，阻力伞的中心轴线保持水平，共6根伞绳，每根伞绳与中心轴线的夹角均为30。，阻

力伞所受的空气阻力为90N,该运动员做匀速直线运动，那么每根伞绳承受的拉力约为

(D)

A.15NB.90NC.20V3ND.10V3N

［解析］选D。阻力伞受到空气阻力和6根伞绳的作用保持平衡，根据力的分解可得/=

6Fcos30°,代入数据解得每根伞绳的拉力大小约为F=10V3N,故选D。

4.［2023•湖南五市十校模拟］（5分）笔记本电脑已经成为我们生活中比较重要的一个工

具。使用时为了方便，可将其放在倾角可调的支架上，如图甲所示，支架可以简化为图乙模

型。设斜面的倾角为底部固定挡板2C与斜面垂直，已知笔记本电脑的重力为G,忽略

一切摩擦，调整支架过程中笔记本电脑没有相对支架移动，则（C）

A.笔记本电脑只受挡板2C和斜面的支持力作用

B.缓慢调整支架，使。减小，笔记本电脑对斜面的压力减小

c.缓慢调整支架，使e增大，挡板ac对笔记本电脑的支持力增大

D.缓慢调整支架，使e增大，支架对笔记本电脑的作用力大小小于G

［解析］选c。笔记本电脑受重力、斜面ZB和挡板ac的支持力作用，故A错误；笔记本电脑对斜

面AB的压力为N=Geos。，故调整支架，使6减小，压力N增大，B错误；挡板4C对笔记本

电脑的支持力大小为T=Gsin。，故调整支架，使。增大，支持力T增大，C正确；支架对笔

记本电脑的作用力大小等于G,故D错误。

5.（5分）（生产生活）有一种瓜子破壳器，其简化截面如图所示，将瓜子放入两圆柱体所

夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。瓜子的剖面可视作顶角为。的扇形，将其竖直放

入两完全相同的水平等高圆柱体4B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若

此时瓜子壳未破开，忽略瓜子重力，不考虑瓜子的形状改变，不计摩擦，若保持4B距离不

变，则（B）

A.圆柱体2、B对瓜子压力的合力为零

B.顶角e越大，圆柱体a对瓜子的压力越小

c.顶角e越大，圆柱体a对瓜子的压力越大

D.圆柱体a对瓜子的压力大小与顶角e无关

［解析］选B。圆柱体4B对瓜子压力的合力不为零，合力的方向竖直向上，A错误；根据平行

F

四边形定则和三角函数得sing=立-,解得5=3，合力产恒定，顶角e越大，圆柱体a对瓜

2FA2sin-

子的压力以越小，B正确，C、D错误。

6.（5分）（体育运动）“拔河”活动在我国有着悠久的历史，近几年出现了三支队伍拔河

的娱乐形式，如图所示。三支队伍进行比赛，此时甲、乙两队对绳子的拉力大小均为

5000N,三队所拉绳子的夹角均相等。开始时三队僵持不下，当丙队发力，使得甲、乙两队

绳子的夹角缓慢减小到90。时（设甲、乙两队对绳子的拉力大小始终不变，且三队保持平

衡），分析此过程中丙队对绳子的拉力是如何变化的（A）

A.逐渐增加B.逐渐减小C.先增加后较小D.先减小后增加

［解析］选A。由题意可得，三股绳子拉力平衡，且甲、乙两队绳子拉力大小相等，夹角逐渐减

小，所以它们的合力逐渐增加，丙队对绳子的拉力逐渐增加，A正确。

7.（10分）如图所示，质量为mi=5kg的滑块，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大

小为30N的力F推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量瓶2=10kg,且始终静止，g

取10N/kg,求：

（1）斜面对滑块的摩擦力;

［答案］5N,方向沿斜面向下

［解析］用隔离法：对滑块受力分析,如图甲所示，在平行斜面的方向上

F—7nlgsin30°+Ff

耳=F-m^sinSO0=(30-5x10x0.5)N=5N

(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力。

［答案］15bN,方向水平向左135N,方向竖直向上

［解析］用整体法：因滑块和斜面体均处于平衡状态，故可以将滑块与斜面体当作一个整体来

研究，其受力如图乙所示，由图乙可知

在水平方向上有，?地=Fcos30°=15百N;；

在竖直方向上有，地。

FN=(nil+m2)g-Fsin30°=135N

综合应用练

8.(5分)某同学周末在家大扫除，移动衣橱时，无论怎么推也推不动，于是他组装了一个

装置，如图所示，两块相同木板可绕a处的环转动，两木板的另一端点B、c分别用薄木板顶

住衣橱和墙角，该同学站在该装置的2处。若调整装置4点距地面的高九二14cm时，B、C两

点的间距L=96cm,B处衣橱恰好移动。已知该同学的质量为m=50kg,重力加速度大小g

取9.8N/kg,忽略2处的摩擦，则此时衣橱受到该装置的水平推力为(C)

A.875NB.1650NC.840ND.1680N

［解析］选。该同学站在点时，重力产生两个作用效果力、如图所示

ca6F2,

A

mg

设鼻、尸2与竖直方向夹角为。，则FI=F2=/4，在B点Fl分解如图所示

2,cosO

则水平推力为F=FiSin。=%tan。，由几何关系得tan。=上，联立可得F="更=840N,

22h4h

故选c。

9.［2023•常德模拟］(5分)“儿童散学归来早，忙趁东风放纸莺”，阳春三月正是踏青放

风筝的好时节。如图所示，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中，下列说法正确的是

(B)

A.人受到地面的作用力方向竖直向上

B.气流对风筝的作用力的方向沿左上方

C.气流对风筝的作用力与风筝受到的重力大小相等

D.若气流对风筝的作用力大小不变，细线由实线位置变为虚线位置，则细线对人的拉力也不

变

［解析］选B。人在地面上受竖直向下的重力、向上的支持力、向右的摩擦力和斜向左上方的细

线拉力，所以人受到地面的作用力，即支持力和摩擦力的合力的方向应斜向右上方，故A错

误；风筝受重力G,细线的拉力T和气流的作用力F处于平衡状态，如图甲所示，重力G方向

竖直向下，细线的拉力T方向斜向右下方，气流对风筝的力F的方向一定斜向左上方，且大小

等于重力G和细线拉力T的合力大小，故B正确，C错误；当细线由实线位置变为虚线位置，即

T与G的夹角减小，若气流对风筝的作用力大小不变，作出力的三角形，如图乙所示，由此可

知，细线的拉力减小，故D错误。

F.F

7%

T

甲乙

10.［2023•长郡中学模拟］（5分）（多选）如图所示，一内表面光滑的半圆形凹槽放在粗糙

的水平地面上，物块（可看作质点）静置于槽内最底部的4点处。现用一方向不变的斜向上的

推力F把物块从4点沿着凹槽缓慢推至B点，整个过程中，凹槽始终保持静止。设物块受到凹

槽的支持力为凤，则在上述过程中下列说法正确的是（AC）

A.F一直增大，FN先减小后增大B.F和FN都一直增大

C.地面对凹槽的支持力一直减小D.地面对凹槽的摩擦力保持不变

［解析］选A、Co采用图解法分析，由图可知F一直增大，风先减小后增大，故A正确，B错

误；外力F逐渐增大，竖直向上的分力也逐渐增大，取整体为研究对象可知地面对凹槽的支

持力一直减小，故C正确；外力F逐渐增大，水平向右的分力也逐渐增大，取整体为研究对象

可知地面对凹槽有水平向左的摩擦力，且逐渐增大，故D错误。

情境创新练

n.（15分）如图所示，带有：弧形槽的滑块a放在水平面上，其中。为弧的圆心，P为弧的最

低点，0P垂直于水平面，可视为质点的光滑小球B用轻质线拴接并固定在天花板上，当整个

装置静止时，轻质线与竖直方向的夹角为a=30。，小球到0P的距离为圆弧半径的|。已知小

球B的质量为滑块4的质量为M,重力加速度为g。

，〃〃/〃〃.

O|

（1）整个装置静止时，轻质线对小球的拉力为多大?

［答案］萼

［解析］对小球受力分析如图所示

mg

由几何关系可知:3=30°,则T=F,根据平衡条件可得2Tcosa=mg

解得：7=等£；

（2）如果滑块与地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且滑块与地面之间的动摩擦因

数为〃，欲使整个装置保持静止状态，分析〃应满足的条件。

［答案小之焉

［解析］以小球和滑块为整体分析，整体受重力、地面支持力FN、摩擦力/和轻质线拉力厂，根

据平衡条件可得T'cosa+FN=（M+m）g

Trsina=f

欲使整个装置保持静止状态，贝叶<血

联立解得：

a6M+3m

【加固训练】（多选）如图甲所示，一艘帆船正在沿着“之”字路线从a到B做无动力逆风行

驶，这是帆船比赛中常见的场景。帆船“顶风逆行”的表现看似匪夷所思，但其中的物理原

理并不复杂。图乙为某帆船在静水中沿直线逆风行驶的示意图，MN为帆面（视为平面），风

以一定角度吹向帆面时，会对帆面造成一个垂直于帆面的作用力几F可以分解为两个力，其

中沿着船体的分力Fi使船前进，垂直于船体的分力F2与水施于龙骨（图丙）的横向阻力片相

平衡。已知风速一定时，风向与MN的夹角a（a为锐角）越大，风对帆的作用力越大。若帆船

行驶过程中风速大小不变，下列说法正确的是（AD）

A.保持MN与船体的夹角0不变，当风向与MN的夹角a变大（未超过90。）时，龙骨受到的

横向阻力变大

B.若船头朝向和风向均不变，调整帆面使MN与船体的夹角口略变小时，船一定会行驶得更

快

C.若其他条件不变，风向突然变为图乙所示风向的反方向，船一定会行驶得更快

D.在风向不变的情况下