Question

“拋石機”是古代戰(zhàn)爭中常用的一種設(shè)備，它實際上是一個費力杠桿.如圖，某研究小組用自制的拋石機演練拋石過程.所用拋石機長臂的長度L=4.8m，質(zhì)量m=10.0kg的石塊裝在長臂末端的口袋中.開始時，長臂與水平面間的夾角為α=30^o，對短臂施力，使石塊經(jīng)較長路徑獲得較大的速度，當(dāng)長臂轉(zhuǎn)到豎直位置時立即停止轉(zhuǎn)動，石塊被水平拋出，石塊落地位置與拋出點間的水平距離s=19.2 m.不計空氣的阻力和桿的質(zhì)量，重力加速度取g=10m/s².求：

（1）石塊剛被拋出時的速度大�。�

（2）石塊剛落地時的速度；

（3）拋石機對石塊所做的功.

 

Answer 1

【答案】

（1）=16m/s（2）

【解析】（1）石塊被拋出后做平拋運動，水平方向有：

豎直方向有：θ=37⁰. （3）W=2000J.

解得=16m/s（3分）

（2）落地時豎直方向的速度m/s，所以落地的速度大小為=20 m/s

設(shè)落地速度與水平方向間的夾角為θ，則，解得θ=37⁰. （3分）

（3）長臂從初始位置轉(zhuǎn)到豎直位置，據(jù)動能定理有，得W=2000J.（3分）