Question

5．如图所示，拉力F₁、F₂、F₃分别通过三个滑轮，拉重力为100牛的同一物体A在水平地面匀速通过2米的距离．若物体A与水平地面间的滑动摩擦力大小都为50牛，不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，则F₁小于F₂小于F₃，拉力F₁、F₂、F₃所做的功W₁等于W₂等于W₃．（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

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．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．

解答 解：，由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，物体A与水平地面间的滑动摩擦力f大小都为50N，物体移动的距离s为2m，由于不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦则对这三个图分析可得：
（1）甲图：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F₁=$\frac{1}{2}$f=$\frac{1}{2}$×50N=25N；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的距离s₂=2s=2×2m=4m，做的功为做的功为W₁=F₁s₁=25N×4m=100J．
（2）乙图：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F₂=f=50N；拉力的作用点移动的距离s₁=s=2m，W₂=F₂s₂=50N×2m=100J．
（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=2×50N=100N，拉力的作用点移动的距离s₃=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×2m=1m，做的功为W₃=F₃s₃=100N×1m=100J．
综上分析可知：F₁＜F₂＜F₃；W₁=W₂=W₃．
故答案为：小于；小于；等于；等于．

点评 本题考查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．此题考查的知识点是滑轮组绳子拉力的计算，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．