Question

6．如图所示，某小组同学发现用两个力F₁和F₂拉弹簧的作用效果可以用一个力F来代替，于是他们做了三组共9次实验，每次力F的作用效果和力F₁和F₂的共同作用效果是相同的；同时还观察到每一组的三次实验中弹簧的伸长量相同，但第一组实验中弹簧的伸长量最小，第三组实验中弹簧的伸长量最大，第二组实验中弹簧的伸长量介于第一组和第三组之间．实验中他们分别测量了F₁、F₂和F的大小并记录在表中．

实验组号	第一组			第二组			第三组
实验序号	1	2	3	4	5	6，	7	8	9
F1（牛）	1	2	3	1	2	3	1	2	3
F2 （牛）	4	3	2	5	4	3	6	5	4
F（牛）	5	5	5	6	6	6	7	7	7

（1）分析比较实验序号1与4与7或2与5与8或3与6与9的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，则
当F₁大小相等时F₂越大代替它们的力F越大．
（2）分析比较实验序号1、5、9的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，则当F₂大小相等时F₁越大代替它们的力F越大．
（3）进一步综合分析比较表中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论：
（a）分析比较表中实验1与2与3或4与5与6或7与8与9的数据及观察到的现象，可初步得出：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，合力大小等于这两个力的大小之和．
（b）分析比较表中实验1与2与3和4与5与6及7与8与9的数据及观察到的现象，可初步得出：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，当F₁与F₂和越大代替它们的力F越大．

Answer 1

分析 合力与两个力之间的关系：同一直线上同方向两个力的合力大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同．

解答 解：（1）由1与4与7或2与5与8或3与6与9的数据知F₁大小相等F₂不相等，且F₂越大代替它们的力F越大．
故可得出的初步结论是：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，则当F₁大小相等时F₂越大代替它们的力F越大．
（2）要探究：“作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，则当F₂大小相等时F₁越大代替它们的力F越大”时，需要控制F₂大小相等，F₁越大的实验次数，实验序号1、5、9中F₂都是4N，F₁依次是1N、2N、3N合力依次是5N、6N、7N，故能得出F₂大小相等时F₁越大代替它们的力F越大；
（3）（a）分析比较表中实验1与2与3或4与5与6或7与8与9的数据及观察到的现象，可初步得出：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，合力大小等于这两个力的大小之和．
（b）分析比较表中实验1与2与3和4与5与6及7与8与9的数据及观察到的现象，可初步得出：作用在同一物体上的两个力的作用效果可以用一个力来替代，如果两个力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直线上，当F₁与F₂和越大代替它们的力F越大．
故答案为：（1）当F₁大小相等时F₂越大代替它们的力F越大；（2）1、5、9；（3）（a）合力大小等于这两个力的大小之和；（b）当F₁与F₂和越大代替它们的力F越大．

点评 本题是探究同一直线上两个力的合力与分力的关系，通过实验得出了同一直线上方向相同的两个力的合力的求法，同时考查了对力的作用效果的掌握．