Question

甲、乙、丙三幅圖中，物塊質量相等，均放在水平地面上，物塊與地面間的滑動摩擦力均相同．細線水平，滑輪質量不計，其余阻力不計．各自在水平拉力F₁、F₂、F₃的作用下使物塊勻速前進相同的距離，他們做的功分別為W₁、W₂、W₃．則三力的大小關系為

F₃＞F₁＞F₂；

；三力做功的大小關系為

W₁=W₂=W₃

．（用“＞、=、＜”號連接）

Answer 1

分析：（1）物體在水平方向上做勻速直線運動，根據二力平衡的條件可知物體所受的拉力等于物體受到的摩擦力，然后根據定滑輪和動滑輪的工作特點，分別求出F₁、F₂、F₃，即可比較其大小．
（2）根據動滑輪和定滑輪的特點判斷出距離的關系，根據功的公式判斷功的大小關系．

解答：解：由圖可見，本題中三個滑輪都是克服摩擦力做功，假設物體與水平面的摩擦力f，物體移動的距離為S，則對這三個圖分析可得：
（1）甲圖：滑輪為定滑輪，因為定滑輪相當于一個等臂杠桿，不能省力，所以根據二力平衡，此時拉力F₁=f；拉力的作用點移動的距離S₁=S，做的功為W₁=F₁S₁=fS．
（2）乙圖：滑輪為動滑輪，因為動滑輪相當于一個動力臂是阻力臂2倍的杠桿，省一半的力，所以根據二力平衡，此時拉力F₂=

1

2

f；但是費2倍的距離，拉力的作用點移動的距離S₂=2S，做的功為W₂=F₂S₂=

1

2

f×2S=fS．
（3）丙圖：滑輪為動滑輪，拉力的作用點在動滑輪的軸上，因此是個費力杠桿，費2倍的力，省2倍的距離，因此F₃=2f，拉力的作用點移動的距離S₃=

1

2

S，做的功為W₃=F₃S₃=2f×

1

2

S=fS．
綜上分析可知：F₃＞F₁＞F₂；W₁=W₂=W₃．
故答案為：F₃＞F₁＞F₂；W₁=W₂=W₃．

點評：此題考查的知識點是滑輪組繩子拉力的計算以及拉力作用點移動的速度和距離，解答此題的關鍵是首先分清定滑輪和動滑輪，然后再根據其工作特點作出判斷．