高中物理人教版 (2019)必修 第一册力的合成和分解精品课时练习

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一、核心知识点梳理
知识点1：力的合成
1.定义：用一个力（合力）等效替代几个力（分力）的作用效果。
平行四边形定则：以两个分力为邻边作平行四边形，合力为其对角线方向。
2.合力范围：
|F₁-F₂|≤F≤F₁+F₂
当两力夹角θ增大时，合力减小；θ=0°时合力最大（F1+F2），θ=180°时合力最小（|F1-F2|）。
3.多力合成：依次用平行四边形定则合成，或先正交分解再合成。
【题型1：合力范围问题】
例1.物体受到三个大小分别为6N、10N、14N的共点力的作用，下列说法错误的是（ ）
A．三个力的合力的最小值为0NB．三个力的合力的最小值为2N
C．三个力的合力可能是20ND．三个力的合力可能是30N
【举一反三】：
1.一个物体受到三个力，这三个力合力为零，则三个力的大小不可能是哪一组（ ）
A．3N、3N、6N B．3N、4N、6N
C．3N、3N、7N D．3N、6N、6N
2.如图所示，有4n个大小都为F的共点力，沿着顶角为120°的圆锥体的母线方向，相邻两个力的夹角都是相等的。则这4n个力的合力大小为（ ）
A．2nF B．4nF C．4(n－1)F D．4(n＋1)F
3.关于两个大小不变的分力与其合力的关系，下列说法正确的是（ ）
A．合力大小随两力夹角增大而增大
B．合力的大小一定大于分力中最大者
C．两个分力夹角小于180°时，合力大小随夹角增大而减小
D．合力的大小不能小于分力中最小者
知识点2：力的分解
定义：将一个力分解为两个或多个等效分力，是合成的逆运算。
分解原则：按力的实际作用效果分解（如斜面重力分解为下滑力和压力）。
正交分解法：沿x、y轴分解，适用于多力平衡问题。
分解唯一性条件：已知两个分力的方向或一个分力的大小和方向。
【题型2：力的分解】
例2.将处于静止状态的物体所受重力按力的效果进行分解，图中错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【举一反三】：
1.如俯视图所示，放在光滑地面上的物体，在水平力的作用下运动，现对物体施加一水平力，使物体的加速度沿方向，若方向与水平力的夹角为，则的最小值为（ ）
A．B．
C．D．
2.将力F分解成F1和F2，若已知F1的大小和F2与F的夹角θ（θ为锐角)，则下列判断不正确的是（ ）
A．当F1＞Fsinθ时，有两解
B．当F1=Fsinθ时，一解
C．当Fsinθ＜F1＜F时，有两解
D．当F1＜Fsinθ时，无解
【题型3：实际应用】
例3.如图所示，人曲膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向水平向后，且人腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A．B．C．D．
【举一反三】：
1.如图所示，将光滑斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列结论不正确的是（ ）
A．F1、F2与mg的关系满足平行四边形定则
B．物体受mg、FN、F1、F2四个力作用
C．物体只受重力mg和弹力FN的作用
D．FN、F1、F2三个力的合力沿斜面向下
2.用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。为了准确完成实验，下列不必要的实验要求是（ ）

A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计的读数应在量程范围内
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
3.如图所示为体操男子吊环比赛中某个动作的模拟图，运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角。则下列判断正确的是（ ）
A．两根吊带的拉力大小不一定相等
B．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上
C．吊环对手的作用力与手对吊环的作用力是一对平衡力
D．从图示状态，运动员将两吊带缓慢向两边撑开的过程中，吊带上的张力缓慢增大
知识点3：常用方法对比
【题型4：动态分析】
例4.放在斜面上的物体，所受重力G可以分解为使物体沿斜面向下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2，当斜面倾角增大时( )
A．F1和F2都增大
B．F1和F2都减小
C．F1增大，F2减小
D．F1减小，F2增大
【举一反三】：
1.明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：电“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则（ ）
A．若F一定，θ小时N大
B．若F一定，θ大时N大
C．若θ一定，F小时N大
D．若θ一定，不论F大小如何N都不变
2.两个共点力、的夹角为，合力为F，则下列说法正确的是（ ）
A．若仅增大，则F可能增大
B．若仅增大，则F一定增大
C．若仅减小，则F的大小一定改变
D．F一定小于或等于和的代数和
3.如图所示，倾角为，表面粗糙的斜劈B放置在粗糙水平地面上，物体A的质量为2m，物体C的质量为m，细线绕过滑轮和连接在竖直杆上D处，连接A物体的细线与斜面平行，滑轮固定在斜劈上，不计质量的动滑轮。跨在细线上，其下端悬挂C物体，动滑轮两侧的绳子成夹角，物体A、B始终静止，不计细线与滑轮间的摩擦﹐下列说法正确的是（ ）
A．斜劈对A的摩擦力沿斜面向下
B．逐渐增大C物体的质量，A物体受到的摩擦力逐渐变小
C．将竖直杆向右移动少许，地面对斜劈的摩擦力变大
D．将悬点D上移少许，细线的弹力变小
二、易错点突破
1.最小合力条件：
三个力合力为零需满足任意两力之和大于第三力，否则最小合力不为零。
2.摩擦力的分解误区：
斜面上物体所受静摩擦力方向与运动趋势相反，并非总是沿斜面向上。
方法
适用场景
公式/操作
平行四边形定则
两个力的合成或分解
作图或几何计算
三角形定则
多个力首尾相接求合力
合力为起点到终点的有向线段
正交分解法
多力平衡或动力学问题
Fx=Fcsθ,Fy=Fsinθ