Question

5．某同学探究同一直线上二力的合成，合力的大小与二个分力大小、合力的方向与二个分力方向之间的关系．于是，他利用橡皮筯、弹簧测力计进行了实验研究．橡皮筯的原长为AB，在F=4牛的拉力作用下橡皮筯从AB伸长到AC，如图 （a）所示；换用二个弹簧测力计，同时作用在橡皮筋的B点，保持二个弹簧测力计用力的方向不变（与拉力F的方向相同），两个拉力的大小分别为F₁和F₂，这时，也能使橡皮筯伸长同样的长度（BD=BC），如图 （b）所示；保持二个弹簧测力计拉力的方向不变，三次改变拉力的大小使橡皮筯伸长同样的长度，测力计的示数记录在表一中．接着，使F₁和F₂沿相反方向同时拉橡皮筋的B点，三次改变拉力的大小使橡皮筯伸长同样的长度（橡皮筋的长度与前面实验相同），弹簧测力计的示数记录在表二中．
表一：

实验序号	拉力F1（牛）	拉力F2（牛）	拉力F（牛）	（F1+F2）（牛）
1	3	1	4	4
2	2	2	4	4
3	1	3	4	4

表二：

实验序号	拉力F1（牛）	拉力F2（牛）	拉力F（牛）	（F1-F2）（牛）
1	5	1	4	4
2	6	2	4	4
3	7	3	4	4

①实验前，将弹簧测力计沿水平方向调零．
②根据表一中的实验数据，比较F和F₁、F₂的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和，合力方向为与二力方向相同．
③根据表二中的实验数据，比较F和F₁、F₂的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相反的二个力的合力大小等于二力之差，合力的方向与较大的力的方向相同．
④实验过程中应用的科学方法为等效替代法．

Answer 1

分析 ①使用前调零（“校零”）是弹簧测力计使用的必需环节，一旦指针不能指零，必然影响测量的最终结果；
②③根据同一直线上反方向二力的合成进行分析，即同一直线上，方向相同二力的合力等于二力之和，方向和任何一个力的方向相同；同一直线上，反方向二力的合力等于二力之差，方向和较大力的方向相同．
④两个分力共同作用可以由一个力代替，这个力就是这两个分力的合力．采用的是等效替代法．

解答 解：①弹簧测力计沿水平方向使用前，将弹簧测力计沿水平方向调零；
②据表一中的实验数据，比较F和F₁、F₂的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和，合力方向与二力方向相同；
③根据表二中的实验数据，比较F和F₁、F₂的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相反的二个力的合力大小等于二力之差，合力的方向与较大的力的方向相同；
④实验过程中应用的科学方法为等效替代法．
故答案为：①调零；②二力之和；与二力方向相同；③同一直线上方向相反的二个力的合力大小等于二力之差，合力的方向与较大的力的方向相同；④等效替代法．

点评 本题考查同一直线上二力的合成探究实验，注意合力的大小和方向，掌握实验过程中的等效替代法．