5.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用,如捣米的舂、汲水的桔槔等,现今人们利用杠杆原理制造了更多的机械来帮助我们工作.
如图所示,移动式“塔吊”是现今建筑工地上普遍使用的起重设备,它的机架底安装有类似火车轮形状的轮子,可在水平地面的轨道上短距离移动(图中A,B两点为轮子与轨道的接触点),从而增大“塔吊”的工作范围.而装配在竖立高塔架上的水平起重架可看成绕固定轴转动的杠杆,轴的两边为起重臂和装有配重的平衡臂(O点为固定轴所在的位置).
请作答下列问题:
(1)若吊钩将重物吊升20m的高度,用了50s的时间,求重物上升的平均速度;
(2)若要将质量为103kg的重物匀速吊升,求吊钩对重物的拉力(不计拴货物的钢绳重);
(3)起重臂匀速吊升重物时,如要使起重架平衡,重物G、起重架自身的重力G0与各自力臂的乘积之和(即Gl+G0l0),须和配重Gb与其力臂的乘积(即Gblb)相等.若起重架自身的重力G0=1.2×104N,l0=3m,lb=6m,l=12m,当吊钩悬挂G=2×104N的重物时,起重架平衡,请计算配重的重力Gb是多大;
(4)我们发现“塔吊”安装好后,配重是保持不变的,吊升的重物增加时,整个机架不会向重物一侧倾倒;而没有吊升重物时,整个机架也不会向有配重的一侧倾倒.若用G表示“塔吊”的机架总重(包含起重架的重G0),重心P的位置如图所示,请你利用杠杆平衡条件分析“塔吊”没有吊升重物时,整个机架不向配重一侧倾倒的原因.
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