初、高中物理銜接材料五 力學銜接題（二）不在一條直線上力的合成

新課標初、高中物理銜接教學研究材料五：力學銜接題（二）不在一條直線上力的合成一、知識規(guī)律初中階段研究的是同一直線上兩個力的合成，但其中用到的“等效替代法”與高中研究不在同一直線上兩個力的合力是一樣的，命題者可以在這里做文章。二、例題探究例題、學習了同一線二合成知識后，小林想如果作用在物體上二同一，而是互成一定夾角，那么F大小與兩個分F1、F2大小，是否還有F等于F1+F2關(guān)系呢？于是他應(yīng)用教材中學過方法，對此進行了探究．

（1）如圖所示，橡皮筋原長為AB，通過兩個彈簧測計對橡皮筋施加互成一定夾角兩個F1和F2，使橡皮筋伸長到C，記錄此時F1、F2大?。啡1和F2后，用一個彈簧測計對橡皮筋施加一個F作用，為了使這個F作用效果與那兩個F1、F2作用效果_________，應(yīng)使橡皮筋___________________，記錄此時F大?。?）先后兩次改變F1和F2夾角，重復(fù)步驟（1），得到三次實驗數(shù)據(jù)如表所示：物理量實驗序號F1/NF2/NF1和F2夾角合力F/N145θ18.7245θ28.3345θ37.8備注：θ1＜θ2＜θ3分析實驗數(shù)據(jù)可知，當兩個時，其大小F_______F1-F2，且在F1、F2大小不變情況下，F(xiàn)大小隨著F1與F2夾角增大而_______。【解析】：（1）因為探究合力F與分力F1、F2的大小，需要使合力F與分力F1、F2的作用效果相同，因此當兩個互成角度的力作用在橡皮筋上時，橡皮筋伸長到C；當撤去這兩個力后，用一個力作用在彈簧測力計時，橡皮筋仍然要伸長到C處，即合力F與分力F1、F2的作用效果相同．

（2）通過表中數(shù)據(jù)計算出F1、F2二力之和，即三次實驗中F1和F2后的合力均為9N，而合力F隨角度的增大合力為8.7N、8.3N和7.8N，顯然F≠F1+F2，并且合力F的大小隨著F1與F2夾角的增大而減?。?/p>

【答案】：（1）相同，仍然伸長到C；（2）不等于，減?。牧衔澹毫W銜接題（二）不在一條直線上力的合成提升訓練1．某同學學習了同一直線上二力的合成知識后，思考如果作用在物體上的二力不在同一直線上，互成一定角度時，合力的大小與兩個分力、兩個分力之間夾角的關(guān)系。他利用橡皮筯、彈簧測力計進行了實驗研究。橡皮筯的原長為AB，在拉力F1的作用下橡皮筯從AB伸長到AC如圖(a)所示；換用兩個彈簧測力計(保持兩個彈簧測力計的示數(shù)相等均為F2，且F2<F1)互成一定角度拉橡皮筯，使橡皮筯伸長同樣的長度(BD=BC)如圖(b)所示；如果保持兩個彈簧測力計的示數(shù)不變，增大它們之間的夾角(α＜β)，可以看到橡皮筯伸長量減小(BE<BD)如圖(c)所示。請仔細觀察實驗現(xiàn)象，歸納得出實驗結(jié)論。①分析比較圖(a)和(b)中彈簧測力計的示數(shù)變化及相關(guān)條件可得：__________。②分析比較圖(b)和(c)中彈簧測力計的示數(shù)與兩個測力計之間的夾角變化及相關(guān)條件可得：___________。2．當小球靜止在水平面上，小球所受水平面的支持力和所受的重力是一對平衡力，如圖(a)所示．用細繩（沿斜面方向）拉住的小球也能靜止在斜面上，這時除受重力G外，小球還受到斜面的支持力N（方向為垂直斜面向上）以及細繩對小球沿斜面向上的拉力T，如圖(b)所示．小紅和小明決定研究當小球靜止在斜面上時，斜面對小球的支持力N以及細繩對小球沿斜面向上的拉力T的大小情況．他們用兩個重力不同的光滑小球進行了兩組實驗，實驗中用臺式測力計測量支持力N，用彈簧測力計測量拉力T．每一組實驗時，他們先將支持面水平放置，然后改變支持面與水平面的夾角，并保持拉力T的方向始終沿斜面向上，實驗裝置如圖所示，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：甲球乙球序號θ支持力N(牛)力T(牛)序號θ支持力N(牛)力T(牛)10°6.0060°100230°5.23.0737°8.06.0345°4.24.2845°7.17.1453°3.64.8953°6.08.0560°3.05.21060°5.08.7(1)小球甲所受的重力為_____牛，小球乙所受的重力為________牛；(2)在表一(或表二)中有兩次實驗序號中的支持力N和拉力T的數(shù)據(jù)恰好是互換的．若這一現(xiàn)象并不是偶然的，出現(xiàn)此現(xiàn)象的條件可能是：相應(yīng)兩次實驗的支持面與水