Question

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

F₃＞F₁＞F₂；

；三力做功的大小關(guān)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(yùn)動(dòng)，根據(jù)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(jù)定滑輪和動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)，分別求出F₁、F₂、F₃，即可比較其大�。�
（2）根據(jù)動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)判斷出距離的關(guān)系，根據(jù)功的公式判斷功的大小關(guān)系．

解答：解：由圖可見，本題中三個(gè)滑輪都是克服摩擦力做功，假設(shè)物體與水平面的摩擦力f，物體移動(dòng)的距離為S，則對這三個(gè)圖分析可得：
（1）甲圖：滑輪為定滑輪，因?yàn)槎ɑ�輪相�?dāng)于一個(gè)等臂杠桿，不能省力，所以根據(jù)二力平衡，此時(shí)拉力F₁=f；拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的距離S₁=S，做的功為W₁=F₁S₁=fS．
（2）乙圖：滑輪為動(dòng)滑輪，因?yàn)閯?dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿，省一半的力，所以根據(jù)二力平衡，此時(shí)拉力F₂=

1

2

f；但是費(fèi)2倍的距離，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的距離S₂=2S，做的功為W₂=F₂S₂=

1

2

f×2S=fS．
（3）丙圖：滑輪為動(dòng)滑輪，拉力的作用點(diǎn)在動(dòng)滑輪的軸上，因此是個(gè)費(fèi)力杠桿，費(fèi)2倍的力，省2倍的距離，因此F₃=2f，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)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(diǎn)評：此題考查的知識點(diǎn)是滑輪組繩子拉力的計(jì)算以及拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的速度和距離，解答此題的關(guān)鍵是首先分清定滑輪和動(dòng)滑輪，然后再根據(jù)其工作特點(diǎn)作出判斷．