物理题塔式起重机

各种建筑工地上的“塔吊”可以说是最危险的机械装置之一，多数塔吊几十米、上百米高，少数甚至能达到接近千米高度，如此高的塔吊，是怎么保持平衡并且不倾倒的呢？

实际上，塔吊倾倒的事故时有发生，进行操作的塔吊工人是世界上最危险的职业之一！如果仔细观察，我们其实能够看出来塔吊的起吊臂横梁就是一个“杠杆”！其原理其实可以用中学物理杠杆知识来解答。当然，不但有“杠杆”知识，还有另外一个重要的知识，即“重心与稳定性”！

我们通过一道简单的中考物理题来解释一下塔吊的危险性是如何形成的，本题如下图所示：

初中物理知识告诉我们，这根木棒其实就是一个杠杆，本题考查的是杠杆基本知识，我们都知道，杠杆身上有五大要素：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂！如上图中所示，小金的质量其实是一个多余的条件，不必理会。根据题意可知，如果物体的重力充当阻力，那么小金的手向下的压力就充当动力，木棒在肩膀处的位置即为支点。由于动力和阻力的方向都竖直向下，木棒保持水平平衡，所以动力与阻力都和木棒保持垂直，故OA为阻力臂，OB为动力臂！由于重物的重力为40N，故阻力G是不变的，所以，根据杠杆平衡公式，GOA=FOB，代入数据可以求出手压木棒的压力大小F=20N。如果想要减小此压力大小，则可以增大OB，减小OA。即可以将支点向A移动。由于杠杆处于受力平衡状态，所以在竖直方向上满足N=G+F=40N+20N=60N，即肩膀对木棒的支持力大小为60N。物理题塔式起重机

可以看出来，本题是最简单的杠杆类型题之一，此类题应该一眼看透是考查杠杆知识，然后，只要准确找出杠杆的五要素并列出方程，就能立刻得出答案。

其实，透过本题，我们可以看出来，人体就相当于“塔吊”竖立的那根塔柱，木棒相当于塔吊的起吊臂！重物相当于塔吊的配重，人手的压力相当于可以自由移动的被起吊的物体！

当配重和被起吊的物体满足杠杆平衡公式时，塔吊会处于最佳起吊状态，但是要保证其安全，还有一个重要物理前提，即塔柱竖直并且塔柱上方的所有物体（包括起吊臂、配重、被吊物体、塔尖）的重心必须落在塔吊的底座平台面以内！否则就极其可能发生倾倒危险，这时必须要特别注意的，一旦被吊物体的重力过大，力臂又过长时，就很容易出现危险情况。有的中学生朋友们可能会产生疑问，塔吊的配重的重力以及其力臂是固定的，而被吊起的物体经常是横向移动的，按照中学物理杠杆平衡公式去计算的话，肯定是不平衡的啊！这不危险么？事实的确如此，但是，由于塔吊机械本身有一定的结构强度和刚度，所以这部分不平衡的部分被塔吊自身承受了。发生危险的情况一般是不平衡部分超出了其承受范围，或者是某个机械构件出了问题。

由此我们看出塔吊作业是多么的危险，其操作工人从事的是令人最心惊胆战工作，其勇气和胆量太让人敬佩了。

中学生朋友们，物理有趣且有用，为了美好的未来，加油吧！