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学习了同一直线的二力的合成知识后,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等于F1+F2

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解决时间 2021-01-24 00:08
学习了同一直线的二力的合成知识后,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等于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,为了使这个力F的作用效果与那两个力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F1和F2的夹角,重复步骤(1),得到三次实验数据如表所示:
????? 物理量
实验序号F1/NF2/NF1和F2的夹角合力F/N145θ18.7245θ28.3345θ37.8备注:θ1<θ2<θ3分析实验数据可知,当两个力不在一条直线上时,其合力大小F________F1+F2,且在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而________.
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解:(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处,即合力F与分力F1、F2的作用效果相同.
(2)通过表中数据计算出F1、F2二力之和,即三次实验中F1和F2后的合力均为9N,而合力F随角度的增大合力为8.7N、8.3N和7.8N,显然F≠F1+F2,并且合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而减小.
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