初、高中物理銜接材料五 力學(xué)銜接題（二）不在一條直線上力的合成

新課標(biāo)初、高中物理銜接教學(xué)研究材料五：力學(xué)銜接題（二）不在一條直線上力的合成一、知識(shí)規(guī)律初中階段研究的是同一直線上兩個(gè)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(gè)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(xué)習(xí)了同一線二合成知識(shí)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(gè)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(xué)過(guò)方法，對(duì)此進(jìn)行了探究．

（1）如圖所示，橡皮筋原長(zhǎng)為AB，通過(guò)兩個(gè)彈簧測(cè)計(jì)對(duì)橡皮筋施加互成一定夾角兩個(gè)F1和F2，使橡皮筋伸長(zhǎng)到C，記錄此時(shí)F1、F2大?。啡1和F2后，用一個(gè)彈簧測(cè)計(jì)對(duì)橡皮筋施加一個(gè)F作用，為了使這個(gè)F作用效果與那兩個(gè)F1、F2作用效果_________，應(yīng)使橡皮筋___________________，記錄此時(shí)F大?。?）先后兩次改變F1和F2夾角，重復(fù)步驟（1），得到三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)F1/NF2/NF1和F2夾角合力F/N145θ18.7245θ28.3345θ37.8備注：θ1＜θ2＜θ3分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)兩個(gè)時(shí)，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?yàn)樘骄亢狭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(dāng)兩個(gè)互成角度的力作用在橡皮筋上時(shí)，橡皮筋伸長(zhǎng)到C；當(dāng)撤去這兩個(gè)力后，用一個(gè)力作用在彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，橡皮筋仍然要伸長(zhǎng)到C處，即合力F與分力F1、F2的作用效果相同．

（2）通過(guò)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出F1、F2二力之和，即三次實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)到C；（2）不等于，減小．材料五：力學(xué)銜接題（二）不在一條直線上力的合成提升訓(xùn)練1．某同學(xué)學(xué)習(xí)了同一直線上二力的合成知識(shí)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(shí)，合力的大小與兩個(gè)分力、兩個(gè)分力之間夾角的關(guān)系。他利用橡皮筯、彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。橡皮筯的原長(zhǎng)為AB，在拉力F1的作用下橡皮筯從AB伸長(zhǎng)到AC如圖(a)所示；換用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)(保持兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)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(zhǎng)同樣的長(zhǎng)度(BD=BC)如圖(b)所示；如果保持兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)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(zhǎng)量減小(BE<BD)如圖(c)所示。請(qǐng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。①分析比較圖(a)和(b)中彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)的示數(shù)與兩個(gè)測(cè)力計(jì)之間的夾角變化及相關(guān)條件可得：___________。2．當(dāng)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(duì)平衡力，如圖(a)所示．用細(xì)繩（沿斜面方向）拉住的小球也能靜止在斜面上，這時(shí)除受重力G外，小球還受到斜面的支持力N（方向?yàn)榇怪毙泵嫦蛏希┮约凹?xì)繩對(duì)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(dāng)小球靜止在斜面上時(shí)，斜面對(duì)小球的支持力N以及細(xì)繩對(duì)小球沿斜面向上的拉力T的大小情況．他們用兩個(gè)重力不同的光滑小球進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中用臺(tái)式測(cè)力計(jì)測(cè)量支持力N，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力T．每一組實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：甲球乙球序號(hào)θ支持力N(牛)力T(牛)序號(hào)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_(kāi)____牛，小球乙所受的重力為_(kāi)_______牛；(2)在表一(或表二)中有兩次實(shí)驗(yàn)序號(hào)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(shí)驗(yàn)的支持面與水