Question

【題目】如圖甲所示為歷史上著名的襄陽炮，因在公元1267-1273年的宋元襄陽之戰中使用而得名，其實質就是一種大型拋石機。它采用杠桿式原理，由一根橫桿和支架構成，橫桿的一端固定重物，另一端放置石袋，發射時用絞車將放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松開，因為重物的牽綴，長臂會猛然翹起，石袋里的巨石就被拋出。將其工作原理簡化為圖乙所示，橫桿的質量不計，將一質量m=10kg，可視為質點的石塊，裝在橫桿長臂與轉軸O點相距L=5m的末端口袋中，在轉軸短臂右端固定一重物M，發射之前先利用外力使石塊靜止在地面上的A點，靜止時長臂與水平面的夾角α=37°，解除外力后石塊被發射，當長臂轉到豎直位置時立即停止運動，石塊被水平拋出，落在水平地面上，石塊落地位置與O點的水平距離s=20m，空氣阻力不計，g取10m/s2。則（ ）

A.石塊水平拋出時的初速度為l0m/s

B.石塊水平拋出時的初速度為20m/s

C.從A點到最高點的過程中，長臂對石塊做的功為2050J

D.從A點到最高點的過程中，長臂對石塊做的功為2500J

Answer 1

【答案】C

【解析】

AB．石塊被拋出后做平拋運動，豎直高度為

可得

水平方向勻速直線運動

可得平拋的初速度為

故AB錯誤；

C D．石塊從A點到最高點的過程，由動能定理

解得長臂對石塊做的功為

故C正確，D錯誤。

故選C。