10.
(2012秋•浦东新区期末)为了研究一直线上方向相同的两个力的合成,某小组同学用轻质弹簧、刻度尺、弹簧测力计和细线等进行实验.
步骤一:他们先将轻质弹簧的一端固定在支架上,用刻度尺量出弹簧的原始长度L
0[如图(a)所示].
步骤二:接着分别通过细线将两把测力计与弹簧下端相连,并同时施加竖直向下两个拉力作用(F
1、F
2),测量出弹簧受两个拉力后的长度L′[如图(b)所示].
步骤三:最后通过细线将一把测力计与弹簧下端相连,并对弹簧施加竖直向下一个拉力作用(F),测量出弹簧受一个拉力后的长度L′[如图(c)所示].他们将实验过程中测得的数据分别记录在表一、表二中.
表一 |
实验序号 | L0(厘米) | F(牛) | L(牛) | L(厘米) |
1 | 10.0 | 1 | 2 | 11.5 |
2 | 10.0 | 2 | 4 | 13.0 |
3 | 10.0 | 3 | 6 | 14.5 |
4 | 10.0 | 4 | 6 | 15.0 |
表二 |
实验序号 | L0(厘米) | F1(牛) | L′(厘米) | 伸长量(厘米) |
5 | 10.0 | 2 | 11.0 | / |
6 | 10.0 | 3 | 11.5 | / |
7 | 10.0 | 6 | 13.0 | / |
8 | 10.0 | 9 | 14.5 | / |
(1)分析比较表一、表二中实验序号
的数据及相关条件发现:F1和F2两个力对弹簧的作用与F一个力对弹簧的作用是等效的,并由上述数据可得出初步结论:一直线上方向相同的两个力的合力
,方向
.
(2)完成上述实验后,喜欢钻研的小田又对表二中的数据进行了分析,他分别计算出四次实验时的弹簧的伸长量为
,分析比较表二中拉力F与对应弹簧的伸长量的数据可初步得出:同一弹簧,
.