（2014•玉林一模）小明家装修房子时需要往运送材料，负责装修的王师傅利用如图所示的滑轮组提升重物，已知装物箱的重力是350N，每个滑轮重50N，不计钢丝绳的重力和摩擦．试求：（1）

Question

（2014•玉林一模）小明家装修房子时需要往运送材料，负责装修的王师傅利用如图所示的滑轮组提升重物，已知装物箱的重力是350N，每个滑轮重50N，不计钢丝绳的重力和摩擦．试求：
（1）利用该滑轮组提升实心砖，已知一只砖的密度是2×10³kg/m³，每块砖的体积是1.0×10^-3m³，则每块砖的重力是多少？
（2）若一次最多能匀速提升100块砖，则钢丝绳上允许施加的最大拉力是多大？
（3）某次提升中，在50s内将货物匀速提升了10m，钢丝绳的拉力是500N，则钢丝绳拉力做功的功率是多少？
（4）该装置的最高机械效率是多少？

Answer 1

（1）根据ρ=(m)/(V)可得，每块砖的质量：
m=ρV=2×10³kg/m³×1×10^-3m³=2kg，
每块砖的重力：
G=mg=2kg×10N/kg=20N；
（2）由图可知，n=3，
∵不计钢丝绳的重力和摩擦，
∴钢丝绳上允许施加的最大拉力：
F=(1)/(n)（G+G_货箱+G_动）=(1)/(3)×（100×20N+350N+50N）=800N；
（3）绳端移动的距离：
s=nh=3×10m=30m，
钢丝绳的拉力做的功：
W=F′s=500N×30m=15000J，
钢丝绳的拉力的功率：
P=(W)/(t)=(15000J)/(50s)=300W；
（4）∵物体提升物体的重力越大，该装置的机械效率越大，
∴当提升物体的重力G=100×20N=2000N时，机械效率最大，此时拉力F=800N；
则该装置的最高机械效率：
η=(W有用)/(W总)×100%=(Gh)/(Fs)×100%=(Gh)/(Fnh)×100%=(G)/(nF)×100%=(2000N)/(3×800N)×100%≈83.3%．
答：（1）每块砖的重力是20N；
（2）钢丝绳上允许施加的最大拉力是800N；
（3）钢丝绳拉力做功的功率是500W；
（4）该装置的最高机械效率是83.3%．