Question

【题目】学习了同一直线上二力的合成知识后，小林想：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的大小是否还有F＝F1＋F2的关系呢？于是他应用教材中学过的方法，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，使橡皮筋伸长到C，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，为了使力F的作用效果与两个力F1、F2的作用效果________，应使橡皮筋_________，记录此时F的大小。

(2)先后两次改变力F1和F2的夹角，重复步骤(1)，得到三次实验的数据如下表所示：

实验序号	F1/N	F2/N	F1和F2的夹角	合力F/N
1	4	5	θ1	8.7
2	4	5	θ2	8.3
3	4	5	θ3	7.8
备注：θ1<θ2<θ3

分析实验数据可知，当两个力不在同一直线上时，其合力F大小________(选填“等于”或“不等于”)F1＋F2，且在F1、F2大小不变的情况下，合力F的大小随着F1、F2夹角的增大而________。

Answer 1

【答案】相同 也拉长至C位置 不等于 减小

【解析】

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，使橡皮筋伸长的长度相同则表明其作用效果相同；根据所给数据通过计算可以得出合力大小与F1+F2的关系，并且找出当二力的夹角增大时，合力是如何变化的。

(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位置；

(2)通过表中数据计算出F1、F2二力之和,即三次实验中F1+F2均为9N,而合力F随角度的增大分别是：8.7N、8.3N和7.8N,显然合力F大小不等于F1＋F2，并且合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而减小。