Question

如圖所示，用三種方法拉動同一物體在相同的水平地面上做勻速直線運動，使物體以相等速度移動相同的距離．所用拉力分別是F₁、F₂、F₃，這三個力的作用點移動距離分別是s₁、s₂、s₃，移動速度分別為v₁、v ₂、v ₃，不計滑輪摩擦，則（　　）

A．F₁：F₂：F₃=2：4：1

B．F₁：F₂：F₃=2：1：4

C．s₁：s₂：s₃=2：4：1

D．v₁：v ₂：v ₃=2：4：1

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速度和距離的關系．

解答：解：由圖可見，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，物體移動的速度為v₀，運動的時間為t，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速度v₁=v₀，作用點移動的距離s₁=v₀t．
（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速度v₂=2v₀，作用點移動的距離s₂=2v₀t．
（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速度v₃=

1

2

v₀，作用點移動的距離s₃=

1

2

v₀t．
綜上分析可知：
①F₁：F₂：F₃=f：

1

2

f：2f=2：1：4；②v₁：v₂：v₃=v₀：2v₀：

1

2

v₀=2：4：1；③s₁：s₂：s₃=v₀t：2v₀t：

1

2

v₀t=2：4：1．
故選BCD．

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．