3. 如图为探究“同一直线上两个力合成”的实验装置,橡皮筋上端固定在铁架台 A 点,其下端系有两根细线,铁架台上竖直固定一直尺用于记录位置,实验中使用的钩码相同。

(1)如图甲,在其中一根细线上系1个钩码,另一根上系2个钩码,记录橡皮筋下端到达的位置O。然后撤去所有钩码,只在其中一根细线上挂钩码,使橡皮筋下端仍到达位置O,如图乙所示,此时钩码的个数应为个。图甲中两根细线的拉力与图乙中一根细线的拉力对橡皮筋的相同。此实验说明作用在同一物体且在同一直线上的两个力,当它们方向相同时,合力的大小等于这两个力之。
(2)如图丙所示,在橡皮筋一根细线上挂3个钩码,另一根细线竖直向上跨过定滑轮后挂1个钩码,记录橡皮筋下端到达的位置O',若撤去所有钩码,仅在下端细线上挂钩码,使橡皮筋下端仍然到达O'的位置,细线上应挂个钩码。此实验说明作用在同一物体且在同一直线上的两个力,当它们方向相反时,合力的大小等于这两个力之,合力的方向与较(大/小)的那个力的方向相同。

3. (1) 3 作用效果 和 (2) 2 差 大

【分析】
本题考查同一直线上二力合成的实验探究，核心思路是利用等效替代法，通过橡皮筋的形变效果相同来判断合力与分力的关系。
(1) 图甲中两个拉力方向相同，大小分别为1个钩码重力和2个钩码重力，要使橡皮筋下端仍到达位置O，说明单个力的作用效果与两个力共同作用的效果相同，因此单个力的大小应等于两个力的大小之和，据此确定钩码个数；
(2) 图丙中两个拉力方向相反，大小分别为3个钩码重力和1个钩码重力，同理，单个力的作用效果与这两个力共同作用效果相同，单个力大小等于两个力的大小之差，合力方向与较大的力方向一致，进而确定钩码个数和相关规律。
【解析】
(1) 设每个钩码重力为$ G $，图甲中两根细线的拉力分别为$ G $和$ 2G $，方向相同，它们的合力为$ G + 2G = 3G $。要使橡皮筋下端仍到达位置O，即作用效果相同，图乙中单个拉力需等于合力$ 3G $，因此钩码个数应为3个。此实验说明：作用在同一物体且在同一直线上的两个力，当方向相同时，合力的大小等于这两个力之和。
(2) 图丙中，向下的拉力为$ 3G $，向上的拉力为$ G $，方向相反，合力为$ 3G - G = 2G $。要使橡皮筋下端到达$ O' $位置，作用效果相同，需挂2个钩码。此实验说明：作用在同一物体且在同一直线上的两个力，当方向相反时，合力的大小等于这两个力之差，合力的方向与较大的那个力的方向相同。
【答案】
(1) 3；作用效果；和
(2) 2；差；大
【知识点】
同一直线上二力的合成；等效替代法
【点评】
本题通过实验直观探究同一直线上二力的合成规律，运用等效替代法将两个力的作用效果转化为单个力的作用效果，帮助学生理解合力与分力的关系，注重对实验原理和物理方法的考查，是力学基础实验的典型题目。
【难度系数】
0.7