某型号的垃圾收集车进入某小区收集垃圾。如甲图所示,在金属杆拉力作用下,垃圾桶先是被竖直提升至车厢顶部,再绕着桶口处的一根轴线OO′转动起来(轴线OO′图中未画出),当转动到桶口朝下时,桶内垃圾便自动滑落到车厢内。乙图是人面向车头看到的配套使用垃圾桶的侧面示意图,它可以看成一个长方体,其高度为a=100cm、底部是边长为b=60cm的正方形。丙图是垃圾桶转动到水平位置时的示意图,此时O点到金属杆的距离为20cm。在该小区收集某次垃圾时,收集到的垃圾刚好装满了垃圾桶,且垃圾质量分布均匀,垃圾桶和垃圾的总质量为90kg。丁图是全部垃圾刚好能滑落到车厢时,垃圾桶所处位置的示意图。若金属杆与其他附属结构的质量忽略不计,试分析回答:

(1)若垃圾桶在丙图的位置静止时,则金属杆对垃圾桶的拉力是多少?
(2)当垃圾桶从乙图位置转动到丙图位置的过程中,金属杆拉力做功的功率为240W,则完成这个过程至少需要多少时间?
(3)若实际操作时,需要4秒钟才能把垃圾桶从乙图位置转动到丙图位置,则此过程中该机械的机械效率是多少?
(4)当垃圾桶从丙图位置匀速转动到丁图位置的过程中,若O点到金属杆的距离近似不变,则金属杆对垃圾桶的拉力将 变小变小,垃圾桶的机械能将 变大变大。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变小;变大
【解答】
【点评】
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