Question

作用在同一物体同一直线上的两个力F₁、F₂，如果两力方向相同，其作用效果相当于只受一个F=F₁+F₂，我们把F叫做合力，F₁、F₂叫做分力．小明想如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角，那么合力F的大小与两个分力F₁、F₂的大小，是否还存在F等于F₁+F₂的关系呢？于是他应用学过的方法，对此进行了探究．
（1）如图所示，橡皮筋原长为AB，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F₁和F₂，使橡皮筋从B处伸长到C处，记录此时F₁、F₂的大小，撤去力F₁和F₂后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用，为了使这个力F的作用效果与那两个力F₁、F₂的作用效果______，应使橡皮筋______，记录此时______的大小．
（2）先后两次改变F₁和F₂的夹角，重复步骤（1），得到三次实验数据如表所示：分析实验数据可知，当两个力不在同一条直线上时，其合力大小F______ F₁+F₂，（选填“等于”或“不等于”）且在F₁、F₂大小不变的情况下，合力F的大小随着F₁与F₂夹角的增大而______．

物理量 实验序号	F1/N	F2/N	F1和F2的夹角	合力F/N
1	4	5	01	8.5
2	4	5	02	8.0
3	4	5	03	7.5
备注：01＜02＜03

Answer 1

解：（1）因为探究合力F与分力F₁、F₂的大小，需要使合力F与分力F₁、F₂的作用效果相同，因此当两个互成角度的力作用在橡皮筋上时，橡皮筋伸长到C；当撤去这两个力后，用一个力作用在弹簧测力计时，橡皮筋仍然要伸长到C处，即合力F与分力F₁、F₂的作用效果相同，记录拉力F的大小．
（2）通过表中数据计算出F₁、F₂二力之和，即三次实验中F₁与F₂的合力均为9N，而合力F随角度的增大合力为8.5N、8.0N和7.5N，显然F≠F₁+F₂，并且合力F的大小随着F₁与F₂夹角的增大而减小．
故答案为：（1）相同，仍然伸长到C；拉力F；（2）不等于，减小．
分析：（1）当作用在物体上一个力的作用效果与作用在物体上两个力的作用效果相同时，那么这个力则为其两个力的合力；即：使橡皮筋伸长的长度相同则表明其作用效果相同．
（2）根据所给数据通过计算可以得出合力大小与F₁+F₂的关系，并且找出当二力的角度的增大时，合力是如何变化．
点评：本题探究互成角度二力的合力与分力的关系，会根据题中信息判断出探究的结果．