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第 6 讲 力的合成与分解
——划重点之精细讲义系列
一．力的合成
1．合力与分力
(1)定义：如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个
力的合力，那几个力就叫这个力的分力．
(2)关系：合力和分力是一种等效替代关系．
2．共点力：作用在物体的同一点，或作用线的延长线交于一点的力．
3．力的合成：求几个力的合力的过程．
4．力的运算法则
(1)三角形定则：把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法．(如图甲所示)
(2)平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边
作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．(如图乙所示)
二．力的分解
1．概念：求一个力的分力的过程．
2．遵循的原则：平行四边形定则或三角形定则．
3．分解的方法
（1）把力按实际效果分解的一般思路
（2）正交分解法
①定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．
②建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力
和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加
速度方向为坐标轴建立坐标系．
③方法：物体受到多个力作用 F 、 F 、F …，求合力
1 2 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】F时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解．
x轴上的合力：
F＝F ＋F ＋F ＋…
x x1 x2 x3
y轴上的合力：
F＝F ＋F ＋F ＋…
y y1 y2 y3
合力大小：F＝
合力方向：与x轴夹角为θ，则
tan θ＝.
一般情况下，应用正交分解法建立坐标系时，应尽量使所求量(或未知量)“落”在
坐标轴上，这样解方程较简单，但在本题中，由于两个未知量 F 和F 与竖直方向夹
AC BC
角已知，所以坐标轴选取了沿水平和竖直两个方向．
4.力的分解的常见情况
已知F
已知F 和 1 已知F 和
1 的大小和 1 已知分力F 的方向和F 的大小
F 的方向 F 的大小 1 2
2 F 方向 2
2
F F
1 1
F F
F F
2 2
F＝Fsinθ或
两组解、一 2 FsinθF时，一组 2 2
组解、无解 2 时，两组解 解
解
（1）二个分力一定时，夹角θ越大，合力越小．
（2）合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大．
（3）合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力．
（4）几种特殊情况下力的合成
类型 作图 合力的计算
两力
垂直 F＝ tan θ＝
互相
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】两力等大，夹
F＝2Fcos F与F 夹角为
角为θ 1 1
两力等大且夹
合力与分力等大
角为120°
（5）三个共点力合成时，其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较
大的力之差．
【典例1】(多选)作用在同一点上的两个力，大小分别是5 N和4 N，则它们的合力大
小可能是( )
A．0 B．5 N
C．3 N D．10 N
解析：选BC.根据|F －F|≤F≤F ＋F 得，合力的大小范围为1 N≤F≤9 N，B、C正
1 2 1 2
确．
【典例2】减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保
障行人的安全．当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画
法正确且分解合理的是( )
解析：选B.减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故
A、C错误；按照力的作用效果分解，将F分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力
产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错
误．
【典例3】(多选)已知力F的一个分力F 跟F成30°角，大小未知，另一个分力F 的大
1 2
小为F，方向未知，则F 的大小可能是( )
1
A. B.
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】C. D.F
解析：选AC.如图所示，因F ＝F＞Fsin 30°，故F 的大小有两种可能情况，由ΔF＝
2 1
＝F，即F 的大小分别为Fcos 30°－ΔF和Fcos 30°＋ΔF，即F 的大小分别为F和F，A、C
1 1
正确．
考点一 共点力的合成
1．共点力合成的方法
(1)作图法：根据力的三要素，利用力的图示法画规范图示求解．
(2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是
解题的常用方法．
(3)重要结论
①二个分力一定时，夹角θ越大，合力越小．
②合力一定，二等大分力的夹角越大，二分力越大．
③合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力．
2．合力的大小范围
(1)两个共点力的合成
|F －F|≤F ≤F ＋F ，即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反
1 2 合 1 2
向时，合力最小，为|F－F|；当两力同向时，合力最大，为F＋F.
1 2 1 2
(2)三个共点力的合成
①最大值：三个力共线且同向时，其合力最大，为F＋F＋F；
1 2 3
②最小值：任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个
力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力
的大小减去另外两个较小的力的大小之和．
1．三个共点力大小分别是F、F、F，关于它们的合力F的大小，下列说法中正确的
1 2 3
是( )
A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F＋F＋F
1 2 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．F至少比F、F、F 中的某一个大
1 2 3
C．若F∶F∶F＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
1 2 3
D．若F∶F∶F＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
1 2 3
解析：选C.合力不一定大于分力，B错；三个共点力的合力的最小值能否为零，取决
于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合
力的最小值不一定为零，A错；当三个力的大小分别为3a、6a、8a，其中任何一个力都在
其余两个力的合力范围内，故C正确；当三个力的大小分别为3a、6a、2a时，不满足上述
情况，故D错．
【典例2】一物体受到三个共面共点力F 、F 、F 的作用，三力的矢量关系如图所示
1 2 3
(小方格边长相等)，则下列说法正确的是( )
A．三力的合力有最大值为F＋F＋F，方向不确定
1 2 3
B．三力的合力有唯一值3F，方向与F 同向
3 3
C．三力的合力有唯一值2F，方向与F 同向
3 3
D．由题给条件无法求出合力大小
解析：选B.方法一：以F 和F 为邻边作平行四边形，对角线必沿F 方向，其大小F
1 2 3 12
＝2F，再与F 求合力，故F＝3F，与F 同向，所以只有B正确．
3 3 3 3
方法二：分解F、F，竖直方向抵消，水平方向合成后相当于2F，所以合力为3F.
1 2 3 3
考点二 力的分解
1．按力的效果分解
(1)根据力的实际作用效果――→两个实际分力的方向；
(2)再根据两个实际分力方向――→平行四边形；
(3)最后由三角形知识――→两分力的大小．
2．正交分解法
(1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．
(2)建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容
易分解力为原则(即尽量多的
力在坐标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系．
(3)方法：物体受到多个力作用F 、F 、F…，求合力F时，可把各力沿相互垂直的x
1 2 3
轴、y轴分解．
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】x轴上的合力：F＝F ＋F ＋F ＋…
x x1 x2 x3
y轴上的合力：F＝F ＋F ＋F ＋…
y y1 y2 y3
合力大小：F＝
合力方向：与x轴夹角为θ，则tan θ＝.
【典例1】如图所示，电灯的重力G＝10 N，AO绳与顶板间的夹角为45°，BO绳水平，
试求AO绳和BO绳拉力的大小？
解析 法一：力的作用效果分解法
结点O为研究对象，悬挂灯的拉力产生了两个效果，一是沿AO向下的使AO张紧的
分力F ，二是沿BO向左的使BO绳张紧的分力F ，画出平行四边形如图甲所示，因此，
1 2
由几何关系得
F＝＝10 N
1
F＝＝10 N
2
法二：正交分解法
结点O与灯看作一个整体，其受到三个力作用F、F 、G，如图乙所示．
A B
由水平方向和竖直方向，列方程得
Fsin 45°＝G，Fcos 45°＝F
A A B
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】解得F＝10 N，F ＝10 N
A B
答案 10 N 10 N
正交分解法的适用原则
正交分解法是分析力或其他矢量问题的常用方法，往往适用于下列情况：
(1)物体受到三个以上的力的情况．
(2)物体受到三个力的作用，其中有两个力互相垂直的情况．
(3)只分析物体某一方向的运动情况时，需要把不沿该方向的力正交分解，然后分析该
方向上的受力情况．
【典例1】(多选)将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中正确的是( )
解析：选ABD.A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力 G 和沿斜面
1
向下使物体向下滑的分力G；B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力 G 和
2 1
G，A、B项图画得正确．C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面
2
的分力G 和G ，故C项图画错．D项中物体的重力分解为水平向左使球压紧墙的分力 G
1 2 1
和沿绳向下使绳张紧的分力G，故D项图画得正确．
2
【典例2】(多选)如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质
量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹
角均为θ＝30°.不计小球与斜面间的摩擦，则( )
A．轻绳对小球的作用力大小为mg
B．斜面对小球的作用力大小为mg
C．斜面体对水平面的压力大小为(M＋m)g
D．斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】解析：选AD.以B为研究对象，受力如图甲所示，
由几何关系知θ＝β＝30°.根据受力平衡可得
F ＝F ＝mg
T N
以斜面体为研究对象，其受力如图乙所示
由受力平衡得F ＝Mg＋F ′ cos θ＝Mg＋mg
N1 N
F＝F ′ sin θ＝mg
f N
故B、C选项错误，A、D选项正确．
【典例3】如图所示，开口向下的“┍┑”形框架两侧竖直杆光滑固定，上面水平横
杆中点固定一定滑轮，两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，
此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ，连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ，则
A、B两滑块的质量之比为( )
A．1∶2cos θ
B．2cos θ∶1
C．2sin θ∶1
D．1∶2sin θ
解析：选A.设绳的拉力为F，对两个滑块分别受力分析，如图所示，根据力的平衡条
件可知：m g＝Fsin θ，m g＝Fsin 2θ，因此＝＝，A项正确．
A B
考点三 力的合成与分解方法在实际问题中的应用
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【典例1】某压榨机的结构示意图如图所示，其中 B为固定铰链，若在A铰链处作用
一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆
的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.5 m，b＝0.05 m，则物体D所受压力的大小与力F
的比值为( )
A．4 B．5
C．10 D．1
解析：选B.按力F的作用效果沿AC、AB杆方向分解为图甲所示的F 、F ，则F ＝F
1 2 1 2
＝，由几何知识得tan θ＝＝10，再按F 的作用效果将F 沿水平向左和竖直向下分解为图
1 1
乙所示的F 、F ，则F ＝F sin θ，联立得F ＝5F，即物体D所受压力的大小与力F的比
3 4 4 1 4
值为5，B对．
【典例2】电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自由
端去直接测量．某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为
L的两根固定支柱A、B(图中的小圆圈表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置，在A、B
的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于A、B的方向竖直向上发生一个偏
移量d(d≪L)，这时仪器测得金属绳对支柱C竖直向下的作用力为F.
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(1)试用L、d、F表示这时金属绳中的张力F ；
T
(2)如果偏移量d＝10 mm，作用力F＝400 N，L＝250 mm，计算金属绳中张力的大小．
解析：(1)设C′点受两边金属绳的张力分别为F 和F ，BC与BC′的夹角为θ，如
T1 T2
图所示．依对称性有：
F ＝F ＝F
T1 T2 T
由力的合成有：F＝2F sin θ
T
根据几何关系有sin θ＝
联立上述二式解得F ＝
T
因d≪L，故F ＝.
T
(2)将d＝10 mm，F＝400 N，L＝250 mm
代入F ＝
T
解得F ＝2.5×103N，即金属绳中的张力为2.5×103 N.
T
答案：(1) (2)2.5×103 N
考点四 绳上的“死结”和“活结”模型
1．“死结”模型的4个特点
(1)“死结”可理解为把绳子分成两段；
(2)“死结”是不可以沿绳子移动的结；
(3)“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳；
(4)“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等．
2．“活结”模型的4个特点
(1)“活结”可理解为把绳子分成两段；
(2)“活结”是可以沿绳子移动的结点；
(3)“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的．绳子虽然因“活
结”而弯曲，但实际上是同一根绳；
(4)“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两
段绳子夹角的平分线．
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【典例1】如图甲所示，细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量
为M 的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过
1
细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M 的物体，
2
求：
(1)细绳AC段的张力F 与细绳EG的张力F 之比；
TAC TEG
(2)轻杆BC对C端的支持力；
(3)轻杆HG对G端的支持力．
解析 题图甲和乙中的两个物体M、M 都处于平衡状态，根据平衡条件，首先判断与
1 2
物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力
分析如图a和b所示，根据平衡规律可求解．
(1)图a中细绳AD跨过定滑轮拉住质量为M 的物体，物体处于平衡状态，细绳AC段
1
的拉力F ＝F ＝Mg
TAC TCD 1
图b中由F sin 30°＝Mg，得F ＝2Mg
TEG 2 TEG 2
所以＝
(2)图a中，三个力之间的夹角都为120°，根据平衡规律有
F ＝F ＝Mg
NC TAC 1
方向与水平方向成30°，指向右上方．
(3)图b中，根据平衡方程有
F sin 30°＝Mg，F cos 30°＝F
TEG 2 TEG NG
所以F ＝Mgcot 30°＝Mg
NG 2 2
方向水平向右．
答案 (1) (2)Mg 方向与水平方向成30°指向右上方 (3)Mg 方向水平向右
1 2
【典例2】如图所示，某同学通过滑轮组将一重物吊起，该同学对绳的竖直拉力为
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】F ，对地面的压力为F ，不计滑轮与绳的重力及摩擦，则在重物缓慢上升的过程中，下列
1 2
说法正确的是( )
A．F 逐渐变小
1
B．F 逐渐变大
1
C．F 先变小后变大
2
D．F 先变大后变小
2
解析：选B.由题图可知，滑轮两边绳的拉力均为F ，设动滑轮两边绳的夹角为θ，对
1
动滑轮有2Fcos ＝mg，当重物上升时，变大，cos 变小，F 变大；对该同学，有F′＋F
1 1 2 1
＝Mg，而F 变大，Mg不变，则F′变小，即对地面的压力F 变小．综上可知，B正确．
1 2 2
【典例3】(多选)如图所示，A物体被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B物体放在粗糙的
水平桌面上；小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点；O′是三根线的结点，bO′水平
拉着B物体，cO′沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩
擦力均可忽略，整个装置处于静止状态．若悬挂小滑轮的细线OP上的张力是20 N，取g
＝10 m/s2，则下列说法中正确的是( )
A．弹簧的弹力为10 N
B．A物体的质量为2 kg
C．桌面对B物体的摩擦力为10 N
D．OP与竖直方向的夹角为60°
解析：选ABC.分别以物体A、B和结点O′及小滑轮为研究对象进行受力分析，对物
体A有 m g＝F ，对小滑轮有2F cos 30°＝F ，联立解得m ＝2 kg，F ＝20 N，选
A O′a O′a OP A O′a
项B正确；同一根细线上的张力相同，故OP的延长线为细线张角的角平分线，由此可知
OP与竖直方向的夹角为30°，选项D错误；对结点O′，有F sin 30°＝F ，F cos 30°
O′a 弹 O′a
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】＝F ′b，对物体B有F＝F ，联立解得弹簧弹力F ＝10 N，B物体所受的摩擦力F＝
O f O′b 弹 f
10 N，选项A、C正确．
1．已知合力的大小和方向求两个分力时，下列说法中错误的是（ ）
A．若已知两个分力的方向，分解是唯一的
B．若已知一个分力的大小和方向，分解是唯一的
C．若已知一个分力的大小及另一个分力的方向，分解是唯一的
D．此合力可以分解成两个与合力等大的分力
【答案】C
【详解】AB．根据平行四边形定则可知，如果力的分解唯一的，则以合力F为对角线的平
行四边形只有一个，或只能画出一个力三角形，根据以上分析可知，已知一个力的大小和
方向或已知两个力的方向，力F的分解是唯一的。故AB正确，与题意不符；
C．若已知一个分力的大小及另一个分力的方向，分力可能有两个解。故C错误，与题意相
符；
D．合力有可能分解成两个与合力等大的分力，此时两个分力夹角为120°，或者合力与两
个分力构成等边三角形。故D正确，与题意不符。
本题选错误的故选C。
2．如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，割草机沿水平方向做匀速
直线运动，则推力F在水平方向的分力大小为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【详解】根据题干可知推力F与水平方向成α角，将力F沿水平方向和竖直方向分解，水
平方向的分力为 ，竖直方向的分力为 。
故选B。
3．如图所示是李强同学设计的一个小实验。他将细绳的一端系在手指上，绳的另一端系在
直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同重物，
并保持静止。下列不正确的说法是（ ）
A．绳子是被拉伸的，杆是被压缩的
B．杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向A
C．绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向A
D．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大
【答案】B
【详解】A．由题图可知，物体重力的作用效果是：一方面拉紧细绳，另一方面，压缩杆，
A正确，不符合题意；
BC．杆对手掌的作用力方向沿杆由A指向C，绳对手指的作用力由B指向A，B错误，符合
题意，C正确，不符合题意；
D．将重力mg分解为沿绳方向的力F 和沿杆方向的力F，如图所示，由图可得
1 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】可知重物的质量越大，F、F 也越大，可知绳和杆对手的作用力也越大，D正确，不符合
1 2
题意。
故选B。
4．某同学周末在家大扫除，移动衣橱时，无论怎么推也推不动，于是他组装了一个装置，
如图所示，两块相同木板可绕 处的环转动，两木板的另一端点 、 分别用薄木板顶住
衣橱和墙角，该同学站在该装置的 处。若调整装置 点距地面的高 时， 、
两点的间距 ， 处衣橱恰好移动。已知该同学的质量为 ，重力加速度大
小取 ，忽略A处的摩擦，则此时衣橱受到该装置的水平推力为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】该同学站在 点时，重力产生两个作用效果力 、 ，如图所示
设 、 与竖直方向夹角为 ，则
在 点 分解如图所示
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】则水平推力为
由几何关系得
联立可得
故选C。
5．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
【答案】B
【详解】A．圆柱体A、B对瓜子压力的合力不为零，合力的方向竖直向上，A错误；
BCD．根据平行四边形定则和三角函数得
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】解得
合力F恒定，顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力F越小，B正确，CD错误；
故选B。
6．（多选）已知三个共点力合力为零，则这三个力大小不可能是（ ）
A．15N，5N，6N B．3N，6N，4N
C．1N，2N，10N D．1N，6N，3N
【答案】ACD
【详解】A．15N，5N的合力范围为
则15N，5N，6N三个力合力不可能为零，故A满足题意要求；
B．3N，6N的合力范围为
则3N，6N，4N三个力合力可能为零，故B不满足题意要求；
C．1N，2N的合力范围为
则1N，2N，10N三个力合力不可能为零，故C满足题意要求；
D．1N，6N的合力范围为
则1N，6N，3N三个力合力不可能为零，故D满足题意要求。
故选ACD。
7．（多选）小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】相等且为 ，两人手臂间的夹角为 ，水和水桶的总重力为 ，则下列说法中正确的是（
）
A．当 为120°时，
B．不管 为何值，均有
C．当 时，
D． 越大时， 越小
【答案】AC
【详解】ABC．根据题意可知，两分力相等，由力的合成可知， 时有
时
故AC正确，B错误。
D．由平行四边形法则可知，在合力一定时，θ越大，分力越大，故D错误。
故选AC。
8．如图所示，重力为G的小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使轻绳保持偏离
竖直方向60°角且不变，当F与竖直方向的夹角为θ时F最小，则θ、F的值分别为( )
A．0°，G B．30°，G
C．60°，G D．90°，G
解析：选B.小球重力不变，位置不变，则绳OA拉力的方向不变，故当拉力F与绳OA
垂直时，力F最小，故θ＝30°，F＝Gcos θ＝G，B正确．
9．如图所示，光滑斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固
定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为( )
A. m B. m
C．m D．2 m
解析：选A.先以A为研究对象，由A物块受力及平衡条件可得绳中张力 F ＝mgsin
T
30°.再以动滑轮为研究对象，分析其受力并由平衡条件有m g＝F ，解得m ＝m，A正确．
B T B
10．如图所示，起重机将重为G的重物匀速吊起，此时四条钢索与竖直方向的夹角均
为60°，则每根钢索中弹力大小为( )
A. B.
C. D.
解析：选D.设钢索中张力大小为F，由对称性可知，四条钢索中弹力大小相同，由平
衡条件可得：4Fcos 60°＝G，得F＝.D正确．
11．图甲为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O、a、b、c、d…等
为网绳的结点．安全网水平张紧后，若质量为m的运动员从高处落下，并恰好落在O点上．
该处下凹至最低点时，网绳dOe、bOg均成120°向上的张角，如图乙所示，此时O点受到
的向下的冲击力大小为F，则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为( )
A．F B.
C．F＋mg D.
解析：选B.O点周围共有4根绳子，设每根绳子的力为F′，则4根绳子的合力大小
为2F′，所以F＝2F′，所以F′＝，故B正确．
12．三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，
如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先
断的绳是( )
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．必定是OA B．必定是OB
C．必定是OC D．可能是OB，也可能是OC
解析：选A.由于重物重力作用使细绳OC对O点有向下的拉力F ，大小等于重物的重
C
力，拉力F 有两个效果，一是产生拉细绳OA的拉力F(大小等于OA承受的拉力)，二是产
C A
生拉细绳OB的拉力F (大小等于OB承受的拉力)，作出F 的分解图如图所示．从图中可
B C
以看出，F 最大，即若逐渐增加C端所挂物体的质量，细绳OA最先断，A正确．
A
13．如图所示，三根轻绳系于竖直杆上的同一点O，其中轻绳OA与OB等长且夹角为
60°，竖直杆与平面AOB所成的角为30°.若轻绳OA、OB的拉力均为20 N，要使杆受到绳
子作用力的方向竖直向下，则水平轻绳 OC的拉力大小为( )
A．10 N B．20 N
C．20 N D．10 N
解析：选 D.根据平行四边形定则以及几何知识，可得轻绳 OA 与 OB 的合力 F＝
2F cos 30°＝20 N，F与竖直方向的夹角为 30°，所以F的水平分量F ＝F sin 30°＝10
OA x
N，要使杆受到绳子作用力的方向竖直向下，则水平轻绳OC的拉力应该与F的水平分量等
值反向，所以轻绳OC的拉力大小F ＝F＝10 N，故选D.
OC x
14．如图所示，作用在滑块B上的推力F＝100 N，若α＝30°，装置重力和摩擦力均不
计，则通过连杆工件受到向上的压力为( )
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．100 N B．100 N
C．50 N D．200 N
解析：选B.对B进行受力分析，如图甲所示，得F ＝＝2F；对连杆上部进行受力分析，
2
如图乙所示，其中F′＝F，得F ＝F′·cos 30°＝100 N，根据牛顿第三定律可知B正确．
2 2 N 2
15．(多选)如图所示，作用于O点的三个力F、F、F 合力为零．F 沿－y方向，大小
1 2 3 1
已知．F 与x轴正方向夹角为θ(θ＜90°)，大小未知．下列说法正确的是( )
2
A．F 可能指向第二象限
3
B．F 一定指向第三象限
3
C．F 与F 的夹角越小，则F 与F 的合力越小
3 2 3 2
D．F 的最小可能值为Fcos θ
3 1
解析：选AD.因F、F、F 的合力为零，故F 应与F、F 的合力等大反向，故F 可能
1 2 3 3 2 1 3
在第二象限，也可能在第三象限，选项A正确，B错误；F 、F 的合力与F 等大反向，而
3 2 1
F 大小、方向均已知，故F 与F 的合力与其夹角大小无关，选项C错；当F 与F 垂直时，
1 3 2 3 2
F 最小，其最小值为Fcos θ，选项D正确．
3 1
16．(多选)如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底
部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知容器半
径为R，与水平地面之间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确
的是( )
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．容器相对于水平面有向左的运动趋势
B．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上
C．弹簧原长为R＋
D．轻弹簧对小球的作用力大小为mg
解析：选BC.对小球受力分析，如图所示．θ＝30°，三角形OO′P为等边三角形，由
相似三角形法得F ＝F＝mg，D错误．由整体法得，竖直方向有总重力、地面的支持力，
N
根据平衡条件可知，容器不受水平面的静摩擦力，容器与地面没有相对运动趋势，A错误．
小球处于平衡状态，容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡，B正确．由胡克定律
有F＝mg＝k(L－R)，解得弹簧原长L＝R＋，C正确．
0 0
17．如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一
初速度沿斜劈的粗糙面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在
物块m上、下滑动的整个过程中（ ）
A．地面对物体M的摩擦力先向左后向右
B．地面对物体M的摩擦力大小不变
C．地面对物体M的摩擦力方向不变
D．地面对物体M的支持力总等于（M+m）g
【答案】C
【详解】物体减速上滑时，物块的加速度沿斜面向下，大小为
a=gsinθ+μgcosθ
1
以整体为研究对象，把m的加速度在水平方向和竖直方向进行分解，水平方向的加速度由
水平方向的摩擦力提供，则
f=ma cosθ
1 1
摩擦力方向水平向左；竖直方向的加速度由竖直方向的合力提供，
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】所以上滑过程中斜面体所受支持力小于 ；在下滑过程中，m的加速度向下，大小
为
a=gsinθ-μgcosθ
2
同理把加速度分解后判断摩擦力
f=ma cosθ≠f
2 2 1
水平向左，支持力小于 ，故ABD错误，C正确。
故选C。
18．如图所示，倾角 的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数
。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动。设F的方向与斜
面的夹角为 ，在 从0逐渐增大到53°的过程中，木箱的速度保持不变，则（ ）
A．F先减小后增大 B．F先增大后减小
C．F一直增大 D．F一直减小
【答案】A
【详解】对物体受力分析如图
木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零，在垂直斜面方向，有
在平行斜面方向，有
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】其中：
联立解得
当 时F最小，则在 从0逐渐增大到53°的过程中，F先减小后增大。
故选A。
19．（多选）如图甲所示，小物块A放在斜面体B的斜面上，斜面体B置于水平地面
上，给物块A沿斜面向下的初速度v 时，A恰好可沿斜面匀速下滑，对运动中的A分别施
0
加如图乙所示的其中一个恒力后，A仍沿斜面下滑，斜面体B始终静止.则在A运动的过程
中，下列说法正确的是（ ）
A．若施加的是F，则A加速下滑，地面对B无摩擦力
1
B．若施加的是F，则A继续匀速下滑，地面对B无摩擦力
2
C．若施加的是F，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右
3
D．若施加的是F，则A减速下滑，地面对B的摩擦力方向水平向右
4
【答案】AB
【详解】CD．A匀速下滑，则A所受的滑动摩擦力和斜面体对物块的支持力在水平方向上
的分力相等，且滑动摩擦力是支持力的μ倍，而斜面体受重力、地面的支持力、A对斜面
体的压力和摩擦力，由于A对斜面体的压力和摩擦力在水平方向上的分力相等，所以地面
对斜面体的摩擦力为零，无论施加的外力方向如何，A所受的滑动摩擦力仍然是支持力的μ
倍，即两个力在水平方向上的分力仍然相等，所以地面对斜面体的摩擦力始终为零，故CD
错误；
A．若对A施加沿斜面向下的外力F，则A所受的合力为F，A沿斜面加速下滑，故A正
1 1
确；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．若对A施加力F，则对A有
2
则A仍匀速下滑，故B正确。
故选AB。
20．（多选）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
【答案】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
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】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。
21．（多选）如图所示，重力为 G 的光滑木块置放在倾角为的固定斜面上，现对木块施
加一水平推 力 F ，使木块相对于斜面体静止，已知木块对斜面体压力大小等于斜面对木
块的支持 力大小，则关于压力大小的结论正确的是（ ）
A．G2+F2 B．G cosθ C． D．G cosθ+F sinθ
【答案】CD
【详解】A．对木块受力分析如图：
则
木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力，故A项错误．
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】C．则
木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力，故C项正确．
BD．应用正交分解
木块对斜面体压力大小等于斜面对木块的支持力，故D项正确，B项错误．
故选CD。
点睛：此题是一个受力平衡问题，从不同角度进行分析，可得出表达形式不同，实质相同
的答案．
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