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“投石机”是古代战争中常用的一种设备，它的结构可简化为如图所示的模型．某研学小组用自制的投石机演练投石过程．所用抛石机长臂的长度L=25/8m，质量m=12.0㎏的石块装在长臂末
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 互联网
◎ 题目
“投石机”是古代战争中常用的一种设备，它的结构可简化为如图所示的模型．某研学小组用自制的投石机演练投石过程．所用抛石机长臂的长度L=25/8m，质量m=12.0㎏的石块装在长臂末端的口袋中．开始时长臂与水平面间的夹角α=37°，对短臂施力，使石块经较长路径获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出，测得石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=10m．不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s
2
．求：
（1）石块刚被投出时的速度大小v
0
；
（2）石块刚落地时的速度v
t
的大小和方向；
（3）整个过程中投石机对石块所做的功W．
◎ 答案
（1）石块被抛出后做平抛运动
水平方向 s=v
0
t
竖直方向 h=
1
2
g
t
2
又h=L+Lsinα
解得 v
0
=10m/s
（2）落地时，石块竖直方向的速度
v
y
=gt=10m/s
落地速度 v
t
=
v
20
+
v
2y
=10
2
m/s
设落地速度与水平方向间的夹角为θ，则有
tanθ=
v
y
v
0
=1，得θ=45°
（3）长臂从开始位置到竖直位置的整个过程中，根据动能定理得
W-mgh=
1
2
m
v
20
代入解得 W=1200J
答：（1）石块刚被投出时的速度大小v
0
=10m/s；
（2）石块刚落地时的速度v
t
的大小为10
2
m/s，方向与水平方向间的夹角为45°；
（3）整个过程中投石机对石块所做的功W=1200J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题““投石机”是古代战争中常用的一种设备，它的结构可简化为如图所示的模型．某研学小组用自制的投石机演练投石过程．所用抛石机长臂的长度L=25/8m，质量m=12.0㎏的石块装在长臂末…”主要考查了你对 【平抛运动】，【动能定理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/364463.html
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