Question

17．學習了同一直線的二力的合成知識后，同學們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等于F₁+F₂的關(guān)系呢？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，為了使這個力F的作用效果與那兩個力F₁、F₂的作用效果相同，應使橡皮筋仍然伸長到C，記錄此時F的大�。�

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

物理量 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

（3）本次實驗中是拉力的作用效果是通過彈簧伸長的長度來判斷的．本次實驗主要用到的方法是：等效替代法．
（4）分析實驗數(shù)據(jù)可知，當兩個力不在一條直線上時，其合力大小大于二力之差，小于二力之和，且在F₁、F₂大小不變的情況下，合力F的大小隨著F₁與F₂夾角的增大而減�。�

Answer 1

分析 （1）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；即：使橡皮筋伸長的長度相同則表明其作用效果相同．
（3）實驗中拉力的作用效果是通過彈簧伸長的長度來判斷的；利用的方法為等效替代；
（4）根據(jù)所給數(shù)據(jù)通過計算可以得出F₁、F₂二力之和、二力之差，以及合力大小與F₁+F₂的關(guān)系，并且找出當二力的角度的增大時，合力是如何變化．

解答 解：
（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處，即合力F與分力F₁、F₂的作用效果相同；
（3）由步驟（1）可知實驗中拉力的作用效果是通過彈簧伸長的長度來判斷的，利用的方法為等效替代；
（4）通過表中數(shù)據(jù)計算出F₁、F₂二力之和為9N、二力之差為1N，合力大小大于二力之差，小于二力之和；而合力F隨角度的增大合力為8.7N、8.3N和7.8N，顯然F≠F₁+F₂，并且合力F的大小隨著F₁與F₂夾角的增大而減�。�
故答案為：（1）相同；仍然伸長到C；（3）彈簧伸長的長度；等效替代；（4）二力之差；二力之和；減小．

點評 本題探究互成角度二力的合力與分力的關(guān)系，會根據(jù)題中信息判斷出探究的結(jié)果．