试题

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；三力做功的大小关系为．（用“＞、=、＜”号连接）

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=

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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=

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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=

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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．