Question

【題目】學習了同一直線上二力的合成知識后，小林想：如果作用在物體上的二力不在同一直線上，而是互成一定的夾角，那么合力F的大小與兩個分力F1、F2的大小是否還有F＝F1＋F2的關系呢？于是他應用教材中學過的方法，對此進行了探究。

(1)如圖所示，橡皮筋原長為AB，通過兩個彈簧測力計對橡皮筋施加互成一定夾角的兩個力F1和F2，使橡皮筋伸長到C，記錄此時F1、F2的大小，撤去力F1和F2后，用一個彈簧測力計對橡皮筋施加一個力F的作用，為了使力F的作用效果與兩個力F1、F2的作用效果________，應使橡皮筋_________，記錄此時F的大小。

(2)先后兩次改變力F1和F2的夾角，重復步驟(1)，得到三次實驗的數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗序號	F1/N	F2/N	F1和F2的夾角	合力F/N
1	4	5	θ1	8.7
2	4	5	θ2	8.3
3	4	5	θ3	7.8
備注：θ1<θ2<θ3

分析實驗數(shù)據(jù)可知，當兩個力不在同一直線上時，其合力F大小________(選填“等于”或“不等于”)F1＋F2，且在F1、F2大小不變的情況下，合力F的大小隨著F1、F2夾角的增大而________。

Answer 1

【答案】相同 也拉長至C位置 不等于 減小

【解析】

當作用在物體上一個力的作用效果與作用在物體上兩個力的作用效果相同時，那么這個力則為其兩個力的合力，使橡皮筋伸長的長度相同則表明其作用效果相同；根據(jù)所給數(shù)據(jù)通過計算可以得出合力大小與F1+F2的關系，并且找出當二力的夾角增大時，合力是如何變化的。

(1)因為探究合力F與分力F1、F2的大小,需要使合力F與分力F1、F2的作用效果相同,因此當兩個互成角度的力作用在橡皮筋上時,橡皮筋伸長到C；當撤去這兩個力后,用一個力作用在彈簧測力計時,橡皮筋仍然要伸長到C位置；

(2)通過表中數(shù)據(jù)計算出F1、F2二力之和,即三次實驗中F1+F2均為9N,而合力F隨角度的增大分別是：8.7N、8.3N和7.8N,顯然合力F大小不等于F1＋F2，并且合力F的大小隨著F1與F2夾角的增大而減小。