Question

9．如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离．所用拉力分别是F₁、F₂、F₃，这三个力的作用点移动距离分别是S₁、S₂、S₃，移动速度分别为V₁、V₂、V₃，不计滑轮摩擦，则（　　）

• A． F₁：F₂：F₃=2：1：4        S₁：S₂：S₃=2：1：4
• B． F₁：F₂：F₃=2：4：1        S₁：S₂：S₃=2：4：1
• C． F₁：F₂：F₃=2：4：1        V₁：V₂：V₃=2：1：4
• D． F₁：F₂：F₃=2：1：4        V₁：V₂：V₃=2：4：1

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速度和距离的关系．

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，物体移动的速度为V₀，运动的时间为t，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速度V₁=V₀，作用点移动的距离S₁=V₀t．
（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=$\frac{1}{2}$f；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速度V₂=2V₀，作用点移动的距离S₂=2V₀t．
（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速度V₃=$\frac{1}{2}$V₀，作用点移动的距离S₃=$\frac{1}{2}$V₀t．
综上分析可知：
①F₁：F₂：F₃=f：$\frac{1}{2}$f：2f=2：1：4；②V₁：V₂：V₃=V₀：2V₀：$\frac{1}{2}$V₀=2：4：1；③S₁：S₂：S₃=V₀t：2V₀t：$\frac{1}{2}$V₀t=2：4：1．
故选D．

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．