2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）第2讲　力的合成和分解

第2讲力的合成和分解CONTENTS考点一01考点二0203方法模型解读04跟踪训练·巩固提升01考点一力的合成1.合成的方法。（1）作图法（2）计算法：根据

定则作出示意图，然后利用解

三角形的方法求出合力，这是解题的常用方法。平行四边形2.运算法则（1）平行四边形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，

可以用表示F1、F2的有向线段为

作平行四边形，平

行四边形的

就表示合力的

和

⁠，

如图甲所示。邻边对角线大小方向（2）三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以

把表示F1、F2的线段

顺次相接地画出，把F1、F2的另

外两端连接起来，则此连线就表示

的大小和方向，

如图乙所示。首尾合力3.重要结论（1）两个分力一定时，夹角θ越大，合力

⁠。（2）合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力

⁠。（3）合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。越小越大应用计算法的三种特例类型作图合力的计算互相垂直

类型作图合力的计算两力等大，夹角为θ

两力等大，夹角为120°

合力与分力等大，F与F1

夹角为60°

1.【二力合成】（2024·重庆期末）某同学研究两个共点力的合成时

得出合力F随夹角θ变化的规律如图所示。下列说法中正确的是

（

）A.两个分力分别为3N、4NB.1N≤F≤5NC.两个分力分别为3N、5ND.1N≤F≤4N

2.【三力合成】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

中的某一个力大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

使合力为零解析：

三个力的合力不一定为零，当第三个力不在剩余两个力

的合力范围内，合力不为零，当三个力的方向相同时，合力最大，

合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力，故A、B错误；

设F1＝3F，则F2＝6F，F3＝8F，F1、F2的合力范围为3F≤F'≤9F，

F3在这个范围内，所以只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合

力为零，故C正确；设F1＝3F，则F2＝6F，F3＝2F，F1、F2的合力

范围为3F≤F'≤9F，F3不在这个范围内，三个力的合力一定不为

零，故D错误。

A.klD.2kl

02考点二力的分解1.力的分解是力的合成的逆运算，遵循的法则：

⁠定则

或

⁠定则。2.分解方法（1）按力产生的

分解；平行四边形三角形效果（2）正交分解。如图，将结点O的受力进行分解。▢判断小题1.合力与它的分力的作用对象为同一个物体。

（

√

）2.在进行力的合成与分解时，都能应用平行四边形定则或三角形定

则。

（

√

）3.2N的力能够分解成6N和3N的两个分力。

（

×

）√√×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。按力的效果分解【例1】

（2024·广东佛山模拟）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。现只分析如图所示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FN＝Fcosθ

力的正交分解法【例2】

（2022·重庆高考1题）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量

为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出

摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，

方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（

）A.大小等于mgC.方向竖直向上D.方向水平向左

03方法模型解读“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”模型1

活结与死结绳模型1.“活结”模型模型结构模型解读模型特点

“活结”把绳子分为两段，且可沿绳

移动，“活结”一般由绳跨过滑轮或

绳上挂一光滑挂钩而形成，绳子因

“活结”而弯曲，但实际为同一根绳“活结”绳子上

的张力大小处处

相等2.“死结”模型模型结构模型解读模型特点

“死结”把绳子分为两段，且不可沿绳子移动，“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳死结两侧的绳子张

力不一定相等【典例1】

（多选）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别

固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，

挂于绳上处于静止状态。如果只是人为改变一个条件，当衣架静止

时，下列说法正确的是（

）A.绳的右端上移到b'，绳子拉力不变B.将杆N向右移一些，绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移解析：如图所示，由于是“活结”模型，两

个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等

的，与水平方向的夹角也相等，设绳与水平

方向的夹角为θ，假设绳子的长度为x，则有

xcosθ＝L，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则θ角度不变。两个绳子的合力向上，大小等于衣

服的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变，A正确，C错误；当N向右移动后，根据xcosθ＝L，即L变大，绳长不变，所以θ角减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，B正确；绳长和两杆距离不变的情况下，θ不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，D错误。【典例2】（多选）如图，悬挂甲物体的细绳拴牢在一不可伸长的

轻质细绳上O点处；绳的一端通过光滑的定滑轮与物体丙相连，另一

端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡

时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若β＝55°，则（

）A.α＞βB.α＜βC.丙的质量小于甲的质量D.丙的质量大于甲的质量

模型2

动杆和定杆模型1.动杆模型模型结构模型解读模型特点

轻杆用光滑的转轴或铰链连接，轻

杆可围绕转轴或铰链自由转动当杆处于平衡时，

杆所受的弹力方向

一定沿杆2.定杆模型模型结构模型解读模型特点

轻杆被固定在接触面上，不发

生转动杆所受的弹力方向不一

定沿杆，可沿任意方向【典例3】如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑

轮挂住一个质量为m1的物体，∠ACB＝30°；图乙所示的轻杆HG一端

用铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳EG拉住，EG与水平方向成

30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体，重力加速度

为g，则下列说法正确的是（

）B.图乙中HG杆受到绳的作用力为m2gC.细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为1∶1D.细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为m1∶2m2

04跟踪训练·巩固提升1.（2024·海南海口模拟）如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的

力F1、F2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.F1、F2大小都等于水桶重力的一半B.F1、F2与竖直方向的夹角相等C.减小F1与F2的夹角，F1、F2大小不变D.减小F1与F2的夹角，F1、F2的合力变大1234567891011121314解析：

根据共点力的平衡条件可知，只有当F1、F2都是沿竖直

向上的方向时，两个力大小才等于水桶重力的一半，故A错误；由

共点力的平衡条件可知，F1、F2与竖直方向的夹角相等，故B正

确；两力的合力确定，大小等于桶和水的重力，不随两分力夹角大

小变化，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故

C、D错误。12345678910111213142.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.2FC.F

12345678910111213143.（2024·重庆云阳模拟）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1234567891011121314

12345678910111213144.（2024·河北石家庄模拟）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1234567891011121314解析：

当MN杆绕N点垂直纸面向外缓慢转动15°的过程中，绳子

在逐渐被拉伸，绳子间的张角在增大，又因为杂技演员用挂钩让自

己悬挂在绳子上，故构成了一个“活结”，因此绳子两端的拉力大

小相同，且绳子两端拉力的合力大小等于杂技演员的重力，根据平

行四边形定则可知，当合力不变，两分力之间的夹角增大时两分力

必然增大，故选A。12345678910111213145.（2024·江苏南京模拟）如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为

L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软

羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足

胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为

1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为

（

）C.kLD.2kL1234567891011121314

12345678910111213146.（2024·浙江温州模拟）将一重力为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F1、对斜面的压力为F2，则（

）A.F1＝GB.F1＝F2C.F2＞GD.F2＜G

12345678910111213147.现代人经常低头玩手机，这会使颈椎长期受压，可能引发颈椎病。

某同学低头看手机时，可粗略认为头受到重力G、肌肉拉力F和颈

椎支持力N，如图所示，若颈椎弯曲与竖直方向成30°角，此时肌肉

对头的拉力F约为头所受重力的1倍，由此估算颈椎受到的压力大小

约为（

）A.2GC.G1234567891011121314

12345678910111213148.（2024·辽宁葫芦岛模拟）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θ的扇形，将其竖直放入两完全相同

的水平等高圆柱体A、B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A、B距离不变，则（

）A.圆柱体A、B对瓜子压力的合力为零B.顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力越小C.顶角θ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θ无关1234567891011121314

12345678910111213149.（2024·安徽合肥模拟）某同学把光滑的硬钢丝弯折成“

”形

状，将它竖直固定放置。OB是竖直方向，BC是水平方向，∠AOB

等于30°，一个光滑的轻环套在足够长OA上，一根足够长的轻绳一

端固定在OB上的M点，轻绳穿过小环，另一端吊着一个质量为m的

物体，下列说法正确的是（

）A.OA受到小环的压力大小为2mgC.绳端从M点移到B点绳子张力变大D.绳端从B点水平向左移到N点绳子张力大小不变1234567891011121314解析：

对悬挂的物体受力分析可知，绳子中

的拉力始终与物体的重力相等，即F＝mg，所以

无论绳子左端点如何移动，绳子中的张力大小都

保持不变，C错误，D正确；小环受力情况如图

所示，由几何关系可知，两绳子夹角为120°，故

N＝F＝mg，由牛顿第三定律可知，OA受到小环

的压力大小为mg，A、B错误。123456789101112131410.（2024·辽宁鞍山模拟）如图所示为一固定在水平桌面上的V形槽

的截面图，AB、BC面与水平桌面间夹角分别为30°和60°。一正方

体木块放在槽内，木块与AB、BC面间的动摩擦因数相同，现用垂

直于纸面向外的力F拉木块，木块恰好能沿槽做匀速直线运动。木

块的质量为m，重力加速度为g。木块与AB、BC面间的动摩擦因数

大小为（

）1234567891011121314

123456789101112131411.图（a）、（b）、（c）分别为细绳拉某重物M的简化装置，轻杆

OA为可绕O点且垂直于纸面的光滑轴转动的杆，AB为轻绳，重物

M平衡时角度关系如图所示，轻杆OA在图（a）、（b）、（c）中

受力分别为F1、F2、F3的大小关系正确的是（

）A.F1＞F2＝F3B.F1＝F2＞F3C.F1＞F2＞F3D.F1＝F2＜F31234567891011121314

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