Question

如圖1所示，在日常生活中，兩個小孩能提起的一桶水，一個大人就能提起來．物理學中將大人對水桶的拉力F稱為兩小孩對水桶的拉力F₁、F₂的    ，將F₁、F₂稱為F的    ．這是因為    ．
某學習小組觀察到圖中兩小孩對水桶的拉力方向是傾斜向上的．為了研究這種情況下兩小孩對水桶的拉力F₁、F₂的大小之和是否還等于大人對水桶的拉力F的大小，設計了如圖2所示實驗．
將橡皮筋一端固定在畫板上，另一端拴上細線通過定滑輪懸掛鉤碼使橡皮筋伸長到O點，記下此時細線對橡皮筋的拉力F大小和方向；然后用兩細線互成一定角度通過定滑輪懸掛鉤碼使橡皮筋仍然伸長到O點，記下此時兩細線對橡皮筋的拉力F₁、F₂大小和方向．

（1）若使用的鉤碼質量為50克，取g=10N/Kg．上圖是某次實驗時得到的實物圖片，測得兩細線間的夾角為90°，請在右邊方框（如圖3）內分別作出力F、F₁、F₂的圖示．
（2）由實驗探究可以得出：
①當F₁與F₂的方向不同時，它們的大小之和與它們的合力大小    ．
②假設保持兩根細線分別懸掛4個和3個鉤碼不變，通過調整兩個定滑輪位置，使兩根細線的夾角由90°逐漸變?yōu)榱愣龋瑒t橡皮筋的伸長量將    ；說明兩根細線的拉力F₁與F₂的合力將    ．
③由上述分析可得出：兩個力的合力與    有關．

Answer 1

【答案】分析：如果一個力產生的作用效果跟幾個力共同產生的作用效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，組成合力的每一個力叫做分力．
（1）先畫出F₁、F₂的圖示，然后利用平行四邊形法則畫出合力F的圖示；
（2）①同一直線上，同方向二力的合力最大，反方向二力的合力最��；
②同一直線上，同方向二力的合力最大；
③根據①②出現的現象分析合力與那些因素有關．
解答：解：兩個小孩共同提起一桶水，而大人一個人就可以提起，就是說大人用的力與兩個小孩用的力的作用效果相同，大人對水桶的拉力F稱為兩小孩對水桶的拉力F₁、F₂的合力，F₁、F₂稱為F的分力．
（1）一個鉤碼的重力：G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，
根據圖1可知，合力F=5G=5×0.5N=2.5N；
根據圖2可知，分力F₁=4G=4×0.5N=2N，F₂=3G=3×0.5N=1.5N；如下圖所示：

（2）①F₁+F₂=2N+1.5N=3.5N＞2.5N，因此當F₁與F₂的方向不同時，它們的大小之和與它們的合力大小不相等；
②當二力的夾角由90°逐漸變?yōu)榱愣葧r，合力最大，因此橡皮筋的伸長量增大，說明兩根細線的拉力F₁與F₂的合力將增大；
③根據①②可知，合力的大小與分力的大小和方向都有關系．
故答案為：合力；分力；作用效果相同．
（2）①不相等；②增大；增大；③分力的大小和方向．
點評：本題探究互成角度二力合力的影響因素，知道用等效替代法研究力的合成是本題的解題關鍵．