Question

【题目】某实验小组在探究“作用在同一物体、同一直线上且方向相反的两个力的合力大小，与这两个力其中一个力大小的关系”时，实验步骤如下：

①将一块薄木板水平固定，在木板中央开一小孔，将一根弹簧的下端固定在木板上，如图甲所示；

②在弹簧的上端系一根细线，细线的另一端穿过木板小孔后挂1个重力为2N的钩码，在弹簧的上端挂弹簧测力计，并竖直向上提，当弹簧被拉长一定长度后，保持静止。读出并记录此时弹簧测力计的示数F1为7N，钩码对弹簧的拉力F2为2N，用刻度尺量出此时弹簧的长度L，如图乙所示；

③取下钩码和细线，只用弹簧测力计挂在弹簧上端，并竖直向上提，使弹簧被拉伸后的长度仍为L，读出此时弹簧测力计的示数为5N，记为F，如图丙所示；

④取下弹簧测力计后，弹簧恢复原状。

请你依据实验过程，回答下面问题：

（1）此实验中，之所以可以用力F代表F1、F2两个力的合力，是因为在实验中保证了同一根弹簧___________，使得F与F1 、F2两个力的共同作用是等效的。

（2）根据实验数据，可以猜想F、F1 、F2三个力之间存在的数学关系是：F=_____（用上述测得量的字母表示）。

（3）若想证明这个数学关系是普遍适用的，应保持钩码重力不变，改变F1的大小至少再做_______（选填“2”、“3”或“5”）次实验。

Answer 1

【答案】两次拉伸（形变）的长度（程度）相同 F1-F2 5

【解析】

(1)[1]两次拉伸弹簧长度相同，拉力才相同，即第二次拉力5N才是第一次拉伸弹簧的力；

(2)[2]测力计挂钩受到向上的拉力为F1，挂钩同时受下面弹簧向下的拉力为F和钩码向下拉力F2，测力计挂钩静止时，三力平衡，所以

F1=F+F2

F=F1-F2；

(3)[3]证明数学关系式存在，应多次测量找关系，所以改变F1的大小至少再做5次实验。