当小球静止在水平面上，小球所受水平面的支持力和所受的重力是一对平衡力，如图（a）所示．用细绳（沿斜面方向）拉住的小球也能静止在斜面上，这时除重力外，小球还受到斜面的支持

Question

当小球静止在水平面上，小球所受水平面的支持力和所受的重力是一对平衡力，如图（a）所示．用细绳（沿斜面方向）拉住的小球也能静止在斜面上，这时除重力外，小球还受到斜面的支持力N以及细绳对小球沿斜面向上的拉力T，如图（b）所示．小红和小明决定研究：当小球静止在斜面上时，斜面对小球的支持力N以及细绳对小球沿斜面向上的拉力T的大小情况．他们用两个重力不同的光滑小球进行了两组实验，实验中用台式测力计测量支持力N，用弹簧测力计测量拉力T．每一组实验时，他们先将支持面水平放置，然后改变支持面与水平面的夹角θ，并保持拉力T的方向始终沿斜面向上，实验装置如图所示，实验数据记录如表

（1）小球甲所受的重力为___牛，小球乙所受的重力为___牛．

实验 序号	夹角 θ	支持力 N（牛）	拉力 T（牛）	实验 序号	夹角 θ	支持力 N（牛）	拉力 T（牛）
1	0°	6.0	0	6	0°	10	0
2	30°	5.2	3.0	7	37°	8.0	6.0
3	45°	4.2	4.2	8	45°	7.1	7.1
4	53°	3.6	4.8	9	53°	6.0	8.0
5	60°	3.0	5.2	10	60°	5.0	8.7

（2）分析比较实验序号2～5或7～10的斜面与水平面夹角θ、支持力N以及拉力T，可得出初步结论是：当小球重力一定时，___．
（3）在表一（或表二）中有两次实验序号的支持力N、拉力T的数据恰好是互换的．若这一现象不是偶然，出现此现象的条件可能是：___．
（4）在上述小球静止在斜面上的情况中，小球所受的支持力N和拉力T可以用一个合力F替代，请你利用平衡力的知识，判断该合力F的大小与方向：___．

Answer 1

（1）当小球静止在水平面上，小球所受水平面的支持力和所受的重力大是一对平衡力，所以大小相等；由表中数据可知：
甲球的重力G_甲=N_甲=6N，乙球的重力G_乙=N_乙=10N；
（2）分析表一或表二中的实验数据，比较表中7～10或2～5的支持力、拉力、斜面与水平面夹角的关系可得，重力一定的小球静止在斜面时，随着夹角θ增大，支持力N减小，拉力T增大；
（3）分析表一中7、9组实验数据，支持力N、拉力T的数据恰好是互换的，比较两组实验数据发现，第7组实验的支持面与水平面夹角θ为37°，第9组实验的支持面与水平面夹角θ为53°，两次实验的支持面与水平面夹角θ之和为90°，而其他各组实验数据中不具备此特点；所以出现该现象（支持力N、拉力T的数据恰好是互换的）的条件可能是相应两次实验的支持面与水平面夹角θ之和为90°；
（4）小球在斜面上保持静止状态，其重力可分解为沿斜面向下的分力F₁和垂直于斜面向下的分力F₂；
根据平衡条件可知重力沿斜面向下的分力F₁与拉力T是平衡力，大小相等；
小球对斜面的压力F_压等于小球垂直于斜面向下的分力F₂；小球对斜面的压力F_压与斜面对小球的支持力F_支是一对作用力与反作用力，大小相等；
所以小球所受的支持力N和拉力T可以用一个合力F代替，合力F大小等于分力F₁和F₂的合力，即合力F大小为物重G；合力的方向与重力方向相反，竖直向上．
故答案为：
（1）6；10．
（2）随着夹角θ增大，支持力N减小，拉力T增大．
（3）相应两次实验的支持面与水平面夹角θ之和为90°．
（4）合力F大小为物重G，方向竖直向上．