初中物理力的合成与应用实验题

某校"制作浮力秤"项目研究小组，制成如图所示浮力秤。使用过程中，发现称量范围较小，有待提升改造。

【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时 $F_{浮}=G_{物}$ 的原理工作的；浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。

【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系？

【方案设计】

器材：悬挂式电子秤、金属块 $(4.0N)$ 、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。

步骤：①将金属块挂在电子秤下，读取电子秤示数并记录；

②将金属块浸没在盛水的烧杯中，读取电子秤示数并记录，然后取出金属块擦干；

③按照步骤②的操作，换用不同密度的溶液，多次重复实验。

【数据处理】

实验编号	1	2	3	4	5	6	7
液体密度     ${\rho }_{液}\left(g/c{m}^3\right)$	$-$	0.8	1.0	1.2	1.4	1.9	2.0
电子秤示数     $F_{拉}\left(N\right)$	4.0	3.6	3.5	3.4	3.3	2.6	3.0
浮力大小     $F_{浮}\left(N\right)$	$-$	0.4	0.5	$x$	0.7	1.4	1.0

【交流分析】

（1）表格中 $x$ 的数据是 　　；

（2）实验过程中，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要浸没，其目的是 　　；

（3）小组同学对实验数据进行了分析讨论，认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是 　　。

【得出结论】 $\dots \dots$

【知识应用】（4）根据以上探究，写出一种增大浮力秤称量范围的方法 　　。

学习了同一直线的二力的合成知识后，小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角，那么合力F的大小与两个分力F₁、F₂的大小，是否还有F等于F₁＋F₂的关系呢？于是他应用教材中学过的方法，对此进行了探究.
（1）如左图所示，橡皮筋原长为AB，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F₁和F₂，使橡皮筋伸长到C，记录此时F₁、F₂的大小。撤去力F₁和F₂后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用，为了使这个力F的作用效果与那两个力F₁、F₂的作用效果         ，应使橡皮筋                 ，记录此时F的大小.

（2）先后两次改变F₁和F₂的夹角，重复步骤（1），得到三次实验数据如下表所示：

物理量 实验序号	F1/N	F2/N	F1和F2的夹角	合力F/N
1	4	5	θ1	8.7
2	4	5	θ2	8.3
3	4	5	θ3	7.8
备注：θ1<θ2<θ3

分析实验数据可知，当两个力不在一条直线上时，其合力大小F       F₁—F₂，且在F₁、F₂大小不变的情况下，合力F的大小随着F₁与F₂夹角的增大而     .