Question

甲、乙、丙三幅图中，物块质量相等，均放在水平地面上，物块与地面间的滑动摩擦力均相同．细线水平，滑轮质量不计，其余阻力不计．各自在水平拉力F₁、F₂、F₃的作用下使物块匀速前进相同的距离，他们做的功分别为W₁、W₂、W₃．则三力的大小关系为

F₃＞F₁＞F₂；

；三力做功的大小关系为

W₁=W₂=W₃

．（用“＞、=、＜”号连接）

Answer 1

分析：（1）物体在水平方向上做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力，然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点，分别求出F₁、F₂、F₃，即可比较其大小．
（2）根据动滑轮和定滑轮的特点判断出距离的关系，根据功的公式判断功的大小关系．

解答：解：由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的距离为S，则对这三个图分析可得：
（1）甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F₁=f；拉力的作用点移动的距离S₁=S，做的功为W₁=F₁S₁=fS．
（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F₂=

1

2

f；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的距离S₂=2S，做的功为W₂=F₂S₂=

1

2

f×2S=fS．
（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2倍的力，省2倍的距离，因此F₃=2f，拉力的作用点移动的距离S₃=

1

2

S，做的功为W₃=F₃S₃=2f×

1

2

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

点评：此题考查的知识点是滑轮组绳子拉力的计算以及拉力作用点移动的速度和距离，解答此题的关键是首先分清定滑轮和动滑轮，然后再根据其工作特点作出判断．