Question

【題目】“拋石機”是古代戰爭中常用的一種武器。如圖為某學習小組設計的拋石機模型，直桿可繞水平軸O轉動，其長臂的長度L=2m，開始時處于靜止狀態，與水平面間的夾角α=37°；將質量為m=10. 0kg的石塊裝在長臂末端的口袋中，對短臂施力，當長臂轉到豎直位置時被卡住立即停止轉動，石塊在最高點被水平拋出。已知石塊落地位置與拋出位置間的水平距離為12m，不計空氣阻力，取g=9. 8m/s2，sin37°=0. 6，cos37°=0. 80。求：

（1）石塊水平飛出時速度的大小

（2）拋石機對石塊做的功

Answer 1

【答案】（1）15m/s； （2）1445J

【解析】

（1）從最高點拋出到落地石塊做平拋運動，

在豎直方向有：，代入數據解得下落時間：；

水平方向有：，代入數據解得：。

（2）從地面到拋出，由動能定理可得：，代入數據解得W=1445J。