Question

【題目】如圖甲所示為歷史上著名的襄陽(yáng)炮，因在公元1267-1273年的宋元襄陽(yáng)之戰(zhàn)中使用而得名，其實(shí)質(zhì)就是一種大型拋石機(jī)。它采用杠桿式原理，由一根橫桿和支架構(gòu)成，橫桿的一端固定重物，另一端放置石袋，發(fā)射時(shí)用絞車(chē)將放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松開(kāi)，因?yàn)橹匚锏臓烤Y，長(zhǎng)臂會(huì)猛然翹起，石袋里的巨石就被拋出。將其工作原理簡(jiǎn)化為圖乙所示，橫桿的質(zhì)量不計(jì)，將一質(zhì)量m=10kg，可視為質(zhì)點(diǎn)的石塊，裝在橫桿長(zhǎng)臂與轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)相距L=5m的末端口袋中，在轉(zhuǎn)軸短臂右端固定一重物M，發(fā)射之前先利用外力使石塊靜止在地面上的A點(diǎn)，靜止時(shí)長(zhǎng)臂與水平面的夾角α=37°，解除外力后石塊被發(fā)射，當(dāng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)立即停止運(yùn)動(dòng)，石塊被水平拋出，落在水平地面上，石塊落地位置與O點(diǎn)的水平距離s=20m，空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2。則（ ）

A.石塊水平拋出時(shí)的初速度為l0m/s

B.石塊水平拋出時(shí)的初速度為20m/s

C.從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，長(zhǎng)臂對(duì)石塊做的功為2050J

D.從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，長(zhǎng)臂對(duì)石塊做的功為2500J

Answer 1

【答案】C

【解析】

AB．石塊被拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直高度為

可得

水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)

可得平拋的初速度為

故AB錯(cuò)誤；

C D．石塊從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理

解得長(zhǎng)臂對(duì)石塊做的功為

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。