Question

6．如圖所示，某小組同學發現用兩個力F₁和F₂拉彈簧的作用效果可以用一個力F來代替，于是他們做了三組共9次實驗，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；同時還觀察到每一組的三次實驗中彈簧的伸長量相同，但第一組實驗中彈簧的伸長量最小，第三組實驗中彈簧的伸長量最大，第二組實驗中彈簧的伸長量介于第一組和第三組之間．實驗中他們分別測量了F₁、F₂和F的大小并記錄在表中．

實驗組號	第一組			第二組			第三組
實驗序號	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）分析比較實驗序號1與4與7或2與5與8或3與6與9的數據及觀察到的現象，可得出的初步結論是：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，則
當F₁大小相等時F₂越大代替它們的力F越大．
（2）分析比較實驗序號1、5、9的數據及觀察到的現象，可得出的初步結論是：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，則當F₂大小相等時F₁越大代替它們的力F越大．
（3）進一步綜合分析比較表中的數據及觀察到的現象，并歸納得出結論：
（a）分析比較表中實驗1與2與3或4與5與6或7與8與9的數據及觀察到的現象，可初步得出：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，合力大小等于這兩個力的大小之和．
（b）分析比較表中實驗1與2與3和4與5與6及7與8與9的數據及觀察到的現象，可初步得出：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，當F₁與F₂和越大代替它們的力F越大．

Answer 1

分析 合力與兩個力之間的關系：同一直線上同方向兩個力的合力大小等于這兩個力的大小之和，方向與這兩個力的方向相同．

解答 解：（1）由1與4與7或2與5與8或3與6與9的數據知F₁大小相等F₂不相等，且F₂越大代替它們的力F越大．
故可得出的初步結論是：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，則當F₁大小相等時F₂越大代替它們的力F越大．
（2）要探究：“作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，則當F₂大小相等時F₁越大代替它們的力F越大”時，需要控制F₂大小相等，F₁越大的實驗次數，實驗序號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大小相等時F₁越大代替它們的力F越大；
（3）（a）分析比較表中實驗1與2與3或4與5與6或7與8與9的數據及觀察到的現象，可初步得出：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，合力大小等于這兩個力的大小之和．
（b）分析比較表中實驗1與2與3和4與5與6及7與8與9的數據及觀察到的現象，可初步得出：作用在同一物體上的兩個力的作用效果可以用一個力來替代，如果兩個力F₁和F₂的方向相同且作用在同一直線上，當F₁與F₂和越大代替它們的力F越大．
故答案為：（1）當F₁大小相等時F₂越大代替它們的力F越大；（2）1、5、9；（3）（a）合力大小等于這兩個力的大小之和；（b）當F₁與F₂和越大代替它們的力F越大．

點評 本題是探究同一直線上兩個力的合力與分力的關系，通過實驗得出了同一直線上方向相同的兩個力的合力的求法，同時考查了對力的作用效果的掌握．