18力的合成-两个力成特殊角时的合力的计算（相互作用专题）-2024届高考物理重要模型图专练（全国通

这是一份18力的合成-两个力成特殊角时的合力的计算（相互作用专题）-2024届高考物理重要模型图专练（全国通，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．歼-35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下。如图，某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为时阻拦索中张力为，此刻飞机受阻拦索作用力的大小为（ ）
A．B．C．D．
2．王同学用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，角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杆受到小环的压力大小为2mg
B．OA杆受到小环的压力大小为mg
C．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
3．如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。两绳间的夹角为，所构成的平面与水平面间的夹角恒为，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉力大小为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，物块A、B用绕过光滑定滑轮的细绳连接，两物块均处于静止状态，现将物块B向右缓慢移动至P点过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水平面对B的弹力减小
B．B与水平面间的摩擦力变大
C．连接A、B的细绳所受的拉力变大
D．连接A、B的细绳对定滑轮的合力不变
5．如图所示，作用在一个物体上的两个力，，，它们之间的夹角为则它们的合力大小是（ ）
A．10N B．35N C．50N D．70N
6．如图，是石拱桥的简化示意图。它是用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中，第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。石块间的摩擦力忽略不计，则第1、3石块间的作用力和第1、2石块间的作用力大小之比为（ ）
A．B．C．D．
7．巨型海轮到达目的地需要靠泊时，靠自身操作比较困难，需要拖船帮忙移动。如图，有三个拖船通过缆绳在牵引巨型海轮。假设某时刻三个拖船通过缆绳施加的拉力均为F，三条缆绳与水平面夹角均为。三条缆绳与巨型海轮作用点在水平面投影如图中所示，中间拖船和投影点的连线与船身垂直；两边拖船和投影点的连线与船身夹角均为。已知sin=0.6，cs=0.8，则巨型海轮受到三个拖船拉力的水平合力为（ ）
A．3FB．1.8FC．2.4FD．1.6F
8．在甲、乙、丙、丁四幅图中，滑轮本身所受的重力忽略不计，滑轮的轴安装在一根轻木杆P上，一根轻绳绕过滑轮，端固定在墙上，端下面挂一个质量为的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为，乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为、、、，则以下判断正确的是（ ）
A．B．
C．D．
9．如图所示，同时作用在质点O上有三个共点力F1、F2、F3，其中F1、F2是正六边形的两条边，F3是正六边形的一条对角线。已知F1=F2=2N，则这三个力的合力大小等于
A．6NB．8NC．10ND．12N
10．某同学用垂直悬挂法锻炼身体，如图，则下列说法正确的是（ ）
A．手指受到的作用力，图甲大于图乙
B．手指受到的作用力，图甲小于图乙
C．手臂受到的作用力，图甲大于图乙
D．手臂受到的作用力，图甲小于图乙
11．如下图所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若将F4＝5 N的力沿逆时针方向转动90°，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受合力的大小为( )
A．0B．10 NC．5ND． N
12．如图所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为（ ）
A．B．C．F4D．F4
二、多选题
13．耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（ ）
A．两根耙索的合力大小为FB．两根耙索的合力大小为
C．地对耙的水平阻力大小为D．地对耙的水平阻力大小为
14．粗糙水平面上、、、四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止。之间、之间以及之间的弹簧长度相同且等于之间弹簧长度的一半。之间弹簧弹力大小为之间弹簧弹力大小的一半。若受到的摩擦力大小为，则（ ）
A．之间的弹簧一定是压缩的B．受到的摩擦力大小为
C．受到的摩擦力大小为D．受到的摩擦力大小为
三、解答题
15．如图所示，一物体受四个力的作用，重力G=100N、与水平方向成37°角的拉力F=60N、水平地面的支持力FN=64N、水平地面的摩擦力f=16N，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）画出物体的受力示意图；
（2）力F在竖直方向的分力和水平方向的分力大小；
（3）物体所受到的合力大小及方向。

16．如图所示，在水平地面上放一质量为的木块，木块与地面间的动摩擦因数为，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力、，已知、，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则
（1）与的合力是多少？
（2）木块受到的摩擦力为多少？
（3）若将图中顺时针转，此时与的合力又是多少
（4）若将图中顺时针转，此时木块受的摩擦力大小为多少？
17．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，风帆受侧向风力作用，风力大小F1为100 N，方向为东偏北30°，为了使船受到的合力能沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与船的航向垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。

四、填空题
18．如图所示，一块重力为G的碎冰块贴着船体一起匀速运动。若船体对碎冰块的作用力大小为F，方向水平向左。船体对冰块的作用力和冰块重力的合力大小为 ，方向为 。
19．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风力作用，风力大小为100N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，侧向风力和绳子拉力的合力大小为 ，绳子拉力的大小为 。（结果可带根号）
20．F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示（F1、F2的大小均不变，且F1>F2）。则可知F1的大小为 N，a的值为 N。

21．如图所示，表示合力F与两力夹角的关系图线，则这两个分力大小分别是 与 ；当这两个分力之间的夹角为90°时合力大小是 N。

22．两个相互垂直的力与作用在同一物体上，使物体运动，如图所示。
（1）若力的大小为4 N，力的大小为3 N，则合力的大小为 N。
（2）若力与的合力使物体通过一段位移时，力对物体做功4 J，力对物体做功3 J，则力与的合力对物体做的功为 J。
23．重为100N的物体与水平面间的动摩擦因数，当它向右滑行时，受到的滑动摩擦力大小为 N；若物体在向右滑行过程中又突然受到一个水平向左的推力F=15N（如图），则物体此时受到的合力大为 N。
参考答案：
1．A
【详解】由力的合成的平行四边形法则，结合数学知识知，歼-35所受阻拦索的力为
故选A。
2．D
【详解】CD．对悬挂的重物受力分析可知，绳子中的拉力始终与重物重力平衡
故，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；
AB．小环受力情况如图所示
由几何关系可知，两绳子夹角为，故
由牛顿第三定律可知，OA杆受到小环的压力大小为mg，AB错误。
故选D。
3．C
【详解】设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力
方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为α，受力分析如图所示
对轮胎
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
4．B
【详解】AC．设水平面与B的夹角为，细绳的拉力大小等于A所受的重力大小，即
水平面对B的弹力
向右缓慢移动至P点过程中，变小，则变大，AC错误；
A受到重力和细绳的拉力，当把B移至P点后，连接B的细绳与水平方向的夹角变小，根据共点力平衡条件，有
B．由于变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，B正确；
D．连接A、B的细绳的拉力大小不变，夹角变大，则合力变小，D错误。
故选B。
5．C
【详解】两个力之间的夹角是，所以由勾股定理可知合力为
故选C。
6．D
【详解】如下图所示
对第一个石块进行受力分析，由几何关系知θ=60°，所以有
故选D。
7．D
【详解】两边缆绳施加的拉力沿水平方向的分力
两分力大小相等，夹角为，所以两分力的合力为
方向与中间拖船施加的拉力方向相同，中间拖船施加的拉力沿水平方向的分力也为
则巨型海轮受到三个拖船拉力的水平合力为
故选D。
8．B
【分析】由题可知本题考查力的平衡。
【详解】轻绳上的拉力大小等于重物所受的重力，设滑轮两侧轻绳之间的夹角为，滑轮受到木杆P的弹力等于滑轮两侧轻绳拉力的合力，即
由夹角关系可得
故B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【详解】将F1、F2合成如图，由几何关系得，F1、F2的合力
由于F12与F3的方向相同，由几何关系可得，三力的合力
故A项正确，BCD三项错误。
10．D
【分析】对人受力分析且由平衡状态判断手指受到的作用力大小都等于人的重力大小，由两手臂的合力与人的重力大小相等，即合力不变，两分力夹角越大，分力越大．
【详解】A、B项：对人受力分析且由平衡可知，两种情况下，手指受到的作用力大小都等于人的重力大小，故A、B错误；
C、D项：两手臂的合力与人的重力大小相等，由图可知，甲图两手臂的夹角较小，所以每一手臂受到的作用力较小，故C错误，D正确．
故应选：D．
【点睛】解决本题关键理解合力不变，两分力夹角越大，分力越大．
11．C
【详解】物体在四个共点力作用下处于平衡状态，合力为零，F4的方向沿逆时针方向转过90°角，此时其它三个力的合力与F4大小相等，方向垂直，则物体受到的合力即为F合=F4=5 N．故选C．
【点睛】本题中应用了力的合成中的一个结论：当多力合成其合力为零时，任一力与其他各力的合力大小相等方向相反．
12．C
【详解】原来物体静止，F1、F2、F3和F4四个共点力的合力为零，则F1、F2、F3三个力的合力F′与F4大小相等，方向相反．将F4的方向沿逆时针转过60°时，F4与F′的夹角为120°，则合力大小等于F4．故C正确，ABD错误．
13．BC
【详解】AB．两根耙索的合力大小为
A错误，B正确；
CD．由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为
C正确，D错误。
故选BC。
14．ABC
【分析】由题可知本题考查力的平衡和弹簧的弹力。
【详解】A．设弹簧的原长为，之间弹簧的长度为，则之间弹簧长度为，因为之间弹簧弹力大小为之间弹簧弹力大小的一半，所以有
即有
之间、之间以及之间的弹簧一定是压缩的，选项A正确；
B．由对称性可知受到的摩擦力和受到的摩擦力大小相同，等于，选项B正确；
CD．对进行受力分析可知其所受摩擦力大小等于间弹簧和间弹簧的合力大小，由于之间、之间的弹簧长度相同且都是压缩的，所以两个弹簧对的弹力大小相等，又因夹角为120°，所以两个弹簧对的弹力大小都为。受到两个弹簧的弹力，大小分别为、，夹角为120°，由平行四边形定则与几何知识可知二者的合力等于，由三力平衡条件可知受到的摩擦力大小为，同理受到的摩擦力大小也为，选项C正确，D错误。
故选ABC。
15．（1） ；（2）36N，48N；（3）32N，方向水平向右
【详解】（1）受力示意如图所示

（2）力F在竖直方向的分力和水平方向的分力大小分别为
（3）竖直方向上有
水平方向上有
则物体所受到的合力大小为
合力方向水平向右。
16．（1）10N，合力方向与夹角为；（2）10N，与、的合力相反；（3）2N，方向与相同；（3）12N
【详解】（1）由图可知，根据力的平行四边形定则，可得两个拉力的合力大小
由
得
合力方向与夹角为。
（2）木块的最大静摩擦力
拉力的合力小于最大静摩擦力，因此没拉得动木块，根据受力平衡条件，则有木块受到的摩擦力等于拉力的合力，即为，方向与、的合力相反。
（3）当将顺时针，则两个拉力的合力大小为
方向与相同。
（4）若将图中顺时针转，所以此时两个力的合力为
此时物体开始滑动，摩擦力为滑动摩擦力，大小为。
17．，
【详解】作出F1与F2的合力F，如图所示

由几何关系可得合力大小
绳子的拉力大小
18． 与水平向左方向呈角
【详解】[1]根据力的矢量叠加，船体对冰块的作用力和冰块重力的合力大小为
[2]设船体对冰块的作用力和冰块重力的合力方向与水平向左方向的夹角为，则
船体对冰块的作用力和冰块重力的合力方向与水平向左方向的夹角为
19．
【详解】[1]由题意可知，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，则有F1、F2的合力沿正东方向，由力合成的平行四边形定则，可有以F1、F2为邻边做平行四边形，使合力F方向沿正东方向，如图所示。由图可得侧向风力和绳子拉力的合力大小为
[2]绳子拉力的大小为
20． 4 5
【详解】[1][2]由题图可知，当两力夹角为度时，二者的合力为7N，则有
当两力夹角为时，二者的合力为1N，则有
可求得
，
所以，可得当两力夹角为时，对应图中a为
即a的值为5N。
21． 8N 10N
【详解】[1][2]由图象可知，当夹角为0°时有
当夹角为180°时有
=2N
联立解得
，
[3]这两分力方向的夹角为90°时，其合力F的大小为
22． 5 7
【详解】（1）[1]根据力的矢量合成可得
（2）[2]根据功的叠加原理，有
23． 10 25
【详解】[1]滑动摩擦力大小为
[2]推力与滑动摩擦力同向，则合力大小为