Question

5．如圖所示，拉力F₁、F₂、F₃分別通過三個滑輪，拉重力為100牛的同一物體A在水平地面勻速通過2米的距離．若物體A與水平地面間的滑動摩擦力大小都為50牛，不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦，則F₁小于F₂小于F₃，拉力F₁、F₂、F₃所做的功W₁等于W₂等于W₃．（均選填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）物體在水平方向上做勻速直線運動，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)定滑輪和動滑輪的工作特點，分別求出F₁、F₂、F₃，即可比較其大小．
（2）根據(jù)動滑輪和定滑輪的特點判斷出距離的關(guān)系，根據(jù)功的公式判斷功的大小關(guān)系．物體在水平方向上做勻速直線運動，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)定滑輪和動滑輪的工作特點，分別求出F₁、F₂、F₃，即可比較其大小．

解答 解：，由圖可見，本題中三個滑輪都是克服摩擦力做功，物體A與水平地面間的滑動摩擦力f大小都為50N，物體移動的距離s為2m，由于不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦則對這三個圖分析可得：
（1）甲圖：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(jù)二力平衡，此時拉力F₁=$\frac{1}{2}$f=$\frac{1}{2}$×50N=25N；但是費2倍的距離，拉力的作用點移動的距離s₂=2s=2×2m=4m，做的功為做的功為W₁=F₁s₁=25N×4m=100J．
（2）乙圖：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(jù)二力平衡，此時拉力F₂=f=50N；拉力的作用點移動的距離s₁=s=2m，W₂=F₂s₂=50N×2m=100J．
（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=2×50N=100N，拉力的作用點移動的距離s₃=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×2m=1m，做的功為W₃=F₃s₃=100N×1m=100J．
綜上分析可知：F₁＜F₂＜F₃；W₁=W₂=W₃．
故答案為：小于；小于；等于；等于．

點評 本題考查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(guān)鍵是首先分清定滑輪和動滑輪，然后再根據(jù)其工作特點作出判斷．此題考查的知識點是滑輪組繩子拉力的計算，解答此題的關(guān)鍵是首先分清定滑輪和動滑輪，然后再根據(jù)其工作特點作出判斷．