微練6　力的合成與分解-2026版大一輪高中物理（解析版）

微練6力的合成與分解梯級(jí)Ⅰ基礎(chǔ)練1.已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為50N，分力F1的方向與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30N。則(C)A.F1的大小是唯一的 B.F2的方向是唯一的C.F2有兩個(gè)可能的方向 D.F2可取任意方向解析已知一個(gè)分力F1有確定的方向，與合力F成30°角，可知另一個(gè)分力F2的最小值為Fsin30°=25N，則分力F2大于25N且小于50N，所以F2有兩個(gè)可能的方向，F(xiàn)1有兩個(gè)可能的大小，如圖所示，故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2025·廣州模擬)如圖所示，某人游泳時(shí)，某時(shí)刻手掌對(duì)水的作用力大小為20N，該力與水平方向的夾角為30°，若把該力分解為水平向左和豎直向下的兩個(gè)力，則水平方向的分力大小為(B)A.10N B.103NC.203N D.40N解析沿水平方向和豎直方向?qū)⑹终茖?duì)水的作用力分解，則該力在水平方向的分力大小為Fcos30°=32F=103N，B3.如圖所示，三個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P上，它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和一條對(duì)角線。已知F1=F2=F，則這三個(gè)力的合力大小等于(A)A.3F B.4FC.5F D.6F解析F1、F2的夾角為120°，根據(jù)幾何知識(shí)可知F3=2F，根據(jù)平行四邊形定則可知F1、F2的合力為F，且方向與F3共線同向，所以F1、F2、F3的合力大小為3F，A項(xiàng)正確。4.(2025·武威模擬)在同一平面內(nèi)作用著三個(gè)共點(diǎn)力，它們的大小和方向如圖所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，則這三個(gè)力的合力大小為(A)A.5N B.139NC.29N D.7N解析如圖所示，以三力共同作用點(diǎn)為原點(diǎn)，豎直向上為y軸，水平向右為x軸建立平面直角坐標(biāo)系，則x方向上的合力大小為Fx=11N-10N·cos37°=3N，y方向上的合力大小為Fy=10N-10N·sin37°=4N，這三個(gè)力的合力大小為F=Fx2+Fy25.如圖所示，小物塊靜止在光滑水平冰面上，要使小物塊沿OO'方向運(yùn)動(dòng)，在施加水平向左拉力F1的同時(shí)還需要再施加一個(gè)力F2，F(xiàn)2的最小值為(A)A.F2=F1sinθ B.F2=F1cosθC.F2=F1tanθ D.F2=F解析已知F1的方向，要使小物塊沿OO'方向運(yùn)動(dòng)，即F1和F2的合力沿OO'方向，根據(jù)力的三角形定則，如圖所示，F(xiàn)2的最小值為F2=F1sinθ，A項(xiàng)正確。6.(2023·海南卷)如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說(shuō)法正確的是(B)A.工人受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力B.工人對(duì)繩的拉力和繩對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力C.重物緩慢拉起過(guò)程，繩子拉力變小D.重物緩慢拉起過(guò)程，繩子拉力不變解析工人受重力、地面支持力和繩子向上的拉力作用，三力作用下處于平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；工人對(duì)繩的拉力和繩對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力，B項(xiàng)正確；對(duì)滑輪受力分析如圖所示，由平衡條件得FT=mg2cosθ，隨著重物緩慢拉起過(guò)程，θ逐漸增大，則FT逐漸增大，C、D7.(2025·南通模擬)如圖所示，一物體受到恒力F1作用，同時(shí)受到從0開始增大的F2作用，兩力之間的夾角θ不變，則隨著F2從0開始增大，物體受到的合力(B)A.逐漸增大 B.先減小后增大C.始終大于F1 D.始終小于F1解析根據(jù)平行四邊形定則，作出F1與F2的合力，如圖所示，由圖可知，隨著F2從0開始增大，物體受到的合力先減小后增大，一開始合力小于F1，之后合力大于F1，B項(xiàng)正確。8.(多選)(2025·哈爾濱模擬)如圖所示，重力可忽略不計(jì)的直角三角形尖劈在力F的作用下鑲嵌在墻面內(nèi)(不計(jì)墻壁與尖劈的摩擦)。AC為斜邊，AC與AB的夾角為30°，則AC邊受到墻面的垂直斜面方向壓力F1，AB邊受到豎直方向壓力F2大小分別為(BC)A.F1=F B.F1=2FC.F2=3F D.F2=23解析根據(jù)力的平行四邊形定則可知力的矢量三角形如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知F1=2F，F(xiàn)2=3F，B、C兩項(xiàng)正確。梯級(jí)Ⅱ能力練9.如圖甲所示為明朝宋應(yīng)星所著《天工開物》中用重物測(cè)量弓弦張力的“試弓定力”插圖。示意圖如圖乙所示，在弓的中點(diǎn)懸掛質(zhì)量為M的重物，弓的質(zhì)量為m，弦的質(zhì)量忽略不計(jì)，懸掛點(diǎn)為弦的中點(diǎn)，張角為θ，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則弦的張力為(A)甲乙A.(M+m)g2cosθ2C.Mg2sinθ2解析如圖所示，對(duì)弓和重物整體受力分析，根據(jù)幾何知識(shí)可得2FTcosθ2=(M+m)g，解得FT=(M+m)g2cosθ10.(多選)如圖所示，輕桿BC一端用鉸鏈固定于墻上，另一端有一小滑輪C，重物系一繩經(jīng)C固定在墻上的A點(diǎn)，滑輪與繩的質(zhì)量及摩擦力均不計(jì)，若將繩一端從A點(diǎn)沿墻稍向上移，系統(tǒng)再次平衡后，則(BC)A.繩的拉力增大B.輕桿受到的壓力減小，且桿與AB的夾角變大C.繩的拉力大小不變D.輕桿受的壓力不變解析對(duì)C進(jìn)行受力分析如圖所示，根據(jù)力的平衡條件和對(duì)稱性可知FAC=FCD=G。A點(diǎn)上移后繩上拉力大小不變，等于重物的重力大小，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；A點(diǎn)上移后AC與CD的夾角變大，則合力變小，即輕桿受到的壓力減小，方向沿桿方向并且沿∠ACD的角平分線，根據(jù)幾何知識(shí)知∠BCD變大，即桿與AB的夾角變大，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.(2025·石家莊模擬)帆船是人類的偉大發(fā)明之一，船員可以通過(guò)調(diào)節(jié)帆面的朝向讓帆船逆風(fēng)行駛，如圖所示為帆船逆風(fēng)行駛時(shí)的簡(jiǎn)化示意圖，此時(shí)風(fēng)力F=2000N，方向與帆面的夾角α=30°，航向與帆面的夾角β=37°，風(fēng)力在垂直帆面方向的分力推動(dòng)帆船逆風(fēng)行駛。已知sin37°=0.6，則帆船在沿航向方向獲得的動(dòng)力為(C)A.200N B.400NC.600N D.800N解析對(duì)風(fēng)力F在沿著帆面和垂直于帆面方向進(jìn)行分解，根據(jù)力的平行四邊形定則可得其垂直于帆面的分力F1=Fsinα=1000N，再對(duì)垂直作用于帆面上的風(fēng)力F1沿帆船航向方向和垂直航向方向進(jìn)行分解，則帆船在沿航向方向獲得的動(dòng)力為F2=F1sinβ=600N，C項(xiàng)正確。12.(2025·郴州模擬)某同學(xué)周末在家大掃除，移動(dòng)衣櫥時(shí)，無(wú)論怎么推也推不動(dòng)，于是他組裝了一個(gè)裝置，如圖所示，兩塊相同木板可繞A處的環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩木板的另一端點(diǎn)B、C分別用薄木板頂住衣櫥和墻角，該同學(xué)站在該裝置的A處。若調(diào)整裝置A點(diǎn)距地面的高度h=8cm時(shí)，B、C兩點(diǎn)的間距L=96cm，B處衣櫥恰好移動(dòng)。已知該同學(xué)的質(zhì)量為m=50kg，重力加速度大小取g=9.8m/s2，忽略A處的摩擦，則此時(shí)衣櫥受到該裝置的水平推力為(B)A.1680N B.1470NC.875N D.840N解析該同學(xué)站在A點(diǎn)時(shí)，重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果力F1、F2，如圖甲所示，設(shè)F1、F2與豎直方向夾角為θ，則有F1=F2=mg2cosθ，在B點(diǎn)F1分解，如圖乙所示，則水平推力為F=F1sinθ=12mgtanθ，由幾何關(guān)系得tanθ=L2h，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得F=mgL4h=1梯級(jí)Ⅲ創(chuàng)新練13.(2025·廣州模擬)如圖所示的俯視圖，當(dāng)汽車陷入泥潭時(shí)，需要救援車輛將受困車輛拖拽駛離。救援人員發(fā)現(xiàn)在受困車輛的前方有一堅(jiān)固的樹樁可以利用，根據(jù)你所學(xué)過(guò)的知識(shí)判斷，下列情況中，救援車輛用同樣的力拖拽，受困車輛受到的拉力最大的方案為(B)解析A圖中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為受困