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力的合成与分解重点考点 专题练
2026年高考物理一轮复习备考
一、单选题
1.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( )
A.kL B.kL C.kL D.2kL
2.某物体在竖直方向做直线运动的图像如图所示,则物体在内的平均速度大小( )
A.等于 B.大于 C.小于 D.等于
3.下列关于四种运动模型的分析,说法正确的是( )
A.对甲图,若三个物体从A点到B点的运动时间相等,则三个物体的平均速率相等
B.对乙图,小车通过光电门测出的速度实际是平均速度
C.对丙图,玉兔二号在月球上留下的轨迹长度是其位移大小
D.对丁图,若知道变色龙舌头伸的长度和时间,可求出加速度大小
4.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( )
A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小
5.如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,重为G的光滑圆柱体静置其上,a、b为相切点,,半径Ob与重力的夹角为37°。已知,,则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为( )
A., B.,
C., D.,
6.一长方形木板放置在水平地面上,在长方形木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度运动,同时方形木板以大小相等的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为和,物块的质量为,则竖直挡板对物块的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
7.如图为一小型起重机,A、B为光滑轻质滑轮,C为电动机。物体P和A、B、C之间用不可伸长的轻质细绳连接,滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动,滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动。当物体P静止时( )
A.滑轮A的轴所受压力可能沿水平方向
B.滑轮A的轴所受压力一定大于物体P的重力
C.当只将滑轮A向外移动时,A的轴所受压力变大
D.当只将滑轮B向上移动时,A的轴所受压力变大
8.如图所示,光滑半圆形轨道MAN固定在竖直平面内,MN为水平直径,一轻质小环A套在轨道上,轻绳一端固定在M点,另一端穿过小环系一质量为m的小球恰好静止在图示位置,不计所有摩擦,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.轻绳对M点拉力的大小为
B.轻绳对M点拉力的大小为2mg
C.轻绳对小环A作用力的大小为
D.轻绳对小环A作用力的大小为2mg
9.如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为,细线c、d平行且与水平成(不计摩擦,重力加速度g=10m/s2),则细线a、b的拉力分别为( )
A., B., C., D.,
10.弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一,许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程,屈膝是其中的一个关键动作。如图所示,人屈膝下蹲时,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,且大腿骨、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.
11.如图所示,两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进,两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f,方向与船的运动方向相反,则每艘拖船发动机提供的动力大小为( )
A. B. C.2f D.3f
12.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
二、多选题
13.一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.计算汽车速度的表达式
B.计算汽车速度的表达式
C.若,,照相机将会拍照
D.若,,照相机将会拍照
14.如图所示将弹性小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度为7m/s,小球从A点到B点共用时0.3s,则此过程中( )
A.小球通过的路程为7m
B.发生的位移大小为0.5m,方向竖直向下
C.速度变化量的大小为17m/s,方向竖直向上
D.小球平均速度的大小为8.5m/s,方向竖直向下
15.如图所示为缓慢关门时(图中箭头方向)门锁的示意图,锁舌尖角为37°,此时弹簧弹力为24 N,锁舌表面较光滑,摩擦不计(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),下列说法正确的是( )
A.此时锁壳碰锁舌的弹力为40 N B.此时锁壳碰锁舌的弹力为30 N
C.关门时锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大 D.关门时锁壳碰锁舌的弹力保持不变
16.如图为汽车的机械式手刹(驻车器)系统的结构示意图,结构对称。当向上拉动手刹拉杆时,手刹拉索(不可伸缩)就会拉紧,拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器,从而实现驻车的目的。则以下说法不正确的是( )
A.当OD、OC两拉索夹角为60°时,三根拉索的拉力大小相等
B.拉动手刹拉杆时,拉索AO上的拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大
C.若在AO上施加一恒力,OD、OC两拉索夹角越小,拉索OD、OC拉力越大
D.若保持OD、OC两拉索拉力不变,OD、OC两拉索越短,拉动拉索AO越省力
17.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,以速度逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数,则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是( )
A. B.
C. D.
三、解答题
18.如图所示,一足球以速度v0=10m/s沿地面水平踢出,接下来足球在地面上做减速直线运动,经过时间2s撞上球门柱,足球撞上球门柱时的速度大小为v1=5m/s,方向向右。足球与球门柱作用后反向弹回的速度大小为v2=5m/s,已知足球与门柱作用的时间0.1s,弹回过程加速度恒定。求:
(1)足球在地面上做减速直线运动的加速度;
(2)足球在撞上球门柱弹回过程中加速度。
19.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10kg的物体,∠ACB=30°;图(乙)中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过轻绳EP拉住,EP与水平方向也成30°,轻杆的P点用轻绳PQ拉住一个质量也为10kg的物体。g取10m/s2,求:
(1)轻绳AC段的张力FAC与轻绳EP的张力FEP之比;
(2)横梁BC对C端的支持力;
(3)轻杆HP对P端的支持力。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B B A D B C C D A
题号 11 12 13 14 15 16 17
答案 B B AC BC AC ABC BD
1.B
【详解】根据胡克定律知,每根橡皮条的弹力
设此时两根橡皮条与合力的夹角均为θ,根据几何关系知
根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中所受的最大作用力
故选B。
2.B
【详解】0 2s内如果物体沿正反向先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,最大速度为,图线如图所示
则0 2s内,物体的平均速度大小为
但物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,又因为图线与横轴所围成的面积表示位移,由图可知,0 2s内物体的实际位移大于匀变速运动时的位移,故0 2s内物体的实际平均速度大小大于。
故选B。
3.B
【详解】A.对甲图,三个物体从A点到B点的运动的路程不相等,若三个物体从A点到B点的运动时间相等,则三个物体的平均速率不相等,故A错误;
B.对乙图,小车通过光电门测出的速度实际是平均速度,可用这极短时间内的平均速度来代替瞬时速度,故B正确;
C.对丙图,玉兔二号在月球上留下的轨迹长度是路程,故C错误;
D.对丁图,若知道变色龙舌头伸的长度和时间,可求出平均速度的大小,因为不知舌头伸长过程中的运动性质,所以不能求出加速度的大小,故D错误。
故选B。
4.A
【详解】绳OB段拉力的大小始终等于物体的重力mg,故保持不变,设OA段绳与竖直方向的夹角为,由受力分析可知
在O点向左移动的过程中,角逐渐变大,故F逐渐变大,T逐渐变大。
故选A。
5.D
【详解】对光滑圆柱体受力分析如图
由题意有
故选D。
6.B
【详解】物块沿运动方向受挡板的摩擦压力,因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板的运动速度的大小,故物块相对木板的速度方向与挡板成角,物块受木板的摩擦力为,其方向与挡板成角,则物块与挡板之间的正压力,挡板对物块的摩擦力大小为,故B正确.
7.C
【详解】AB.滑轮A的轴所受压力为BA方向的拉力和物体P重力的合力,这两个力大小相等,设两力方向的夹角为θ,其变化范围为
90°<θ<180°
根据力的合成法则可知,滑轮A的轴所受压力不可能沿水平方向,θ的大小不确定,滑轮A的轴所受压力可能大于物体P的重力,也可能小于或等于物体P的重力,故AB错误;
C.当只将滑轮A向外移动时,θ变小,合力变大,A的轴所受压力变大,故C正确;
D.当只将滑轮B向上移动时,θ变大,合力变小,A的轴所受压力变小,故D错误。
故选C。
8.C
【分析】本题考查共点力的平衡,从重物端开始受力分析,得到绳上的力后对轻环受力分析即可。
【详解】AB.因为小球恰好静止,绳上拉力等于小球重力,轻绳上拉力处处相等,轻绳对M点的拉力为mg,所以AB错误;
CD.轻环受轻绳的两股力以及轨道的支持力共三个力而平衡,绳上的两股力的合力与环的支持力等大反向,所以绳的合力沿AO方向,又绳上的力相等,所以AO是两股绳夹角的角平分线,所以OAM= ,所以合力
,
所以C正确,D错误。
故选C。
9.D
【详解】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反,对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为
设细线b与水平方向夹角为α,对A、B分析分别有
解得
故选D。
10.A
【详解】受力如图所示
设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F1,已知它们之间的夹角为θ,F即为它们的合力的大小,作出平行四边形定则如图所示,有
则脚掌对地面竖直向下的压力为
由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为
故选A。
11.B
【详解】根据题意对S受力分析如图
正交分解可知
所以有
对P受力分析如图
则有
解得
故选B。
12.B
【详解】AB.对石墩受力分析,由平衡条件可知
联立解得
故A错误,B正确;
C.拉力的大小为
其中,可知当时,拉力有最小值,即减小夹角,轻绳的合拉力不一定减小,故C错误;
D.摩擦力大小为
可知增大夹角,摩擦力一直减小,当趋近于90°时,摩擦力最小,故轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力不是最小,故D错误;
故选B。
13.AC
【详解】AB.计算汽车速度的原理是利用短时间内的平均速度来代替瞬时速度,故汽车速度的表达式为
A正确,B错误;
C.若,,则汽车的速度为
超速,照相机将会拍照,C正确;
D.若,,则汽车的速度为
未超速,照相机不会拍照,故D错误。
故选AC。
14.BC
【详解】A.小球通过的路程
故A错误;
B.小球发生的位移大小
方向竖直向下。故B正确;
C.设竖直向上为正方向,速度变化量
方向竖直向上,故C正确;
D.小球平均速度的大小
方向竖直向下,故D错误。
故选BC。
15.AC
【详解】AB.锁壳碰锁舌的弹力FN分解如图所示,
其中F1=FNsin37°,且此时F1大小等于弹簧的弹力24 N,解得锁壳碰锁舌的弹力为40 N,A正确,B错误;
CD.关门时,弹簧的压缩量增大,弹簧的弹力增大,故锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大,C正确,D错误.
故选AC
【点睛】关门时,锁舌受到锁壳的作用力,弹簧被压缩,根据力的分解原则求解此时弹簧的弹力.
16.ABC
【详解】A.当OD、OC两拉索夹角为120°时,三根拉索的拉力大小才相等,A错误;
B.拉动手刹拉杆时,当OD、OC两拉索夹角大于120°时,拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力小,B错误;
C.根据平行四边形定则可知,若在AO上施加一恒力,OD、OC两拉索夹角越小,拉索OD、OC拉力越小,C错误;
D.若保持OD、OC两拉索拉力不变,OD、OC两拉索越短,则两力夹角越大,合力越小,即拉动拉索AO越省力,D正确;
故选ABC。
17.BD
【详解】AB.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块的速度小于传送带的速度,小木块受的摩擦力沿斜面向下,随着小木块速度的增大,当小木块的速度等于传送带的速度时,因为,小木块不可能与传送带相对静止,一定继续加速,超过传送带的速度,这时小木块所受的摩擦力沿斜面向上,而在这个过程中,小木块对斜面的压力不变,摩擦力的大小也不改变,A错误,B正确;
CD.摩擦力沿斜面向下时,由牛顿第二定律得
摩擦力沿斜面向上时,由牛顿第二定律得
则a1>a2,C错误,D正确。
故选BD。
18.(1)2.5m/s2,方向向左;(2)100m/s2,方向向左
【详解】(1)设向右为正,足球在地面上做减速直线运动的加速度
方向向左;
(2)设向左为正,足球在撞上球门柱弹回过程中加速度
方向向左。
19.(1);(2)100N,方向与水平方向成30°角斜向右上方;(3)173N,方向水平向右
【详解】分别对C点和P点受力分析如图所示
(1)图(甲)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力
图(乙)中则有
解得
所以得
(2)图(甲)中,根据几何关系得
方向与水平方向成30°角斜向右上方。
(3)图(乙)中,根据平衡方程有
可得
方向水平向右
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