Question

【题目】“抛石机”是古代战争中常用的一种武器。如图为某学习小组设计的抛石机模型，直杆可绕水平轴O转动，其长臂的长度L=2m，开始时处于静止状态，与水平面间的夹角α=37°；将质量为m=10. 0kg的石块装在长臂末端的口袋中，对短臂施力，当长臂转到竖直位置时被卡住立即停止转动，石块在最高点被水平抛出。已知石块落地位置与抛出位置间的水平距离为12m，不计空气阻力，取g=9. 8m/s2，sin37°=0. 6，cos37°=0. 80。求：

（1）石块水平飞出时速度的大小

（2）抛石机对石块做的功

Answer 1

【答案】（1）15m/s； （2）1445J

【解析】

（1）从最高点抛出到落地石块做平抛运动，

在竖直方向有：，代入数据解得下落时间：；

水平方向有：，代入数据解得：。

（2）从地面到抛出，由动能定理可得：，代入数据解得W=1445J。