Question

5．如圖所示，拉力F₁、F₂、F₃分別通過三個(gè)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(dòng)摩擦力大小都為50牛，不計(jì)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(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，即可比較其大小．
（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．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，即可比較其大小．

解答 解：，由圖可見，本題中三個(gè)滑輪都是克服摩擦力做功，物體A與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力f大小都為50N，物體移動(dòng)的距離s為2m，由于不計(jì)滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦則對這三個(gè)圖分析可得：
（1）甲圖：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F₁=$\frac{1}{2}$f=$\frac{1}{2}$×50N=25N；但是費(fèi)2倍的距離，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)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?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F₂=f=50N；拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s₁=s=2m，W₂=F₂s₂=50N×2m=100J．
（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=2×50N=100N，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)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(diǎn)評 本題考查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．此題考查的知識點(diǎn)是滑輪組繩子拉力的計(jì)算，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．