“投石機(jī)”是古代戰(zhàn)爭(zhēng)中常用的一種設(shè)備,它的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型.某研學(xué)小組用自制的投石機(jī)演練投石過(guò)程.所用拋石機(jī)長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度L=25/8m,質(zhì)量m=12.0㎏的石塊裝在長(zhǎng)臂末端的口袋中.開(kāi)始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面間的夾角α=37°,對(duì)短臂施力,使石塊經(jīng)較長(zhǎng)路徑獲得較大的速度,當(dāng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng),石塊被水平拋出,測(cè)得石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s=10m.不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石塊剛被投出時(shí)的速度大小v;
(2)石塊剛落地時(shí)的速度vt的大小和方向;
(3)整個(gè)過(guò)程中投石機(jī)對(duì)石塊所做的功W.

【答案】分析:(1)石塊被投出后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)水平距離和高度,求出石塊剛被投出時(shí)的速度大小v;
(2)先求出石塊剛落地時(shí)豎直方向分速度,再由速度合成求出速度vt的大小和方向;
(3)長(zhǎng)臂從開(kāi)始位置到豎直位置的過(guò)程中,重力做負(fù)功,投石機(jī)對(duì)石塊做功,由動(dòng)能定理求解投石機(jī)對(duì)石塊所做的功W.
解答:解:(1)石塊被拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)
   水平方向 s=vt           
   豎直方向 h=
又h=L+Lsinα
解得 v=10m/s    
(2)落地時(shí),石塊豎直方向的速度
    vy=gt=10m/s
落地速度  vt==10m/s
設(shè)落地速度與水平方向間的夾角為θ,則有
   tanθ==1,得θ=45°
(3)長(zhǎng)臂從開(kāi)始位置到豎直位置的整個(gè)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得
   W-mgh=
代入解得  W=1200J
答:(1)石塊剛被投出時(shí)的速度大小v=10m/s;
(2)石塊剛落地時(shí)的速度vt的大小為10m/s,方向與水平方向間的夾角為45°;
(3)整個(gè)過(guò)程中投石機(jī)對(duì)石塊所做的功W=1200J.
點(diǎn)評(píng):本題是動(dòng)能定理與平拋運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用,平拋運(yùn)動(dòng)采用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法研究,運(yùn)用動(dòng)能定理求變力做功,都是經(jīng)常運(yùn)用的方法.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

“投石機(jī)”是古代戰(zhàn)爭(zhēng)中常用的一種設(shè)備,它的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型.某研學(xué)小組用自制的投石機(jī)演練投石過(guò)程.所用拋石機(jī)長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度L=25/8m,質(zhì)量m=12.0㎏的石塊裝在長(zhǎng)臂末端的口袋中.開(kāi)始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面間的夾角α=37°,對(duì)短臂施力,使石塊經(jīng)較長(zhǎng)路徑獲得較大的速度,當(dāng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng),石塊被水平拋出,測(cè)得石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s=10m.不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石塊剛被投出時(shí)的速度大小v0;
(2)石塊剛落地時(shí)的速度vt的大小和方向;
(3)整個(gè)過(guò)程中投石機(jī)對(duì)石塊所做的功W.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

“投石機(jī)”是古代戰(zhàn)爭(zhēng)中常用的一種設(shè)備,它的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型.某研學(xué)小組用自制的投石機(jī)演練投石過(guò)程.所用拋石機(jī)長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度L=25/8m,質(zhì)量m=12.0㎏的石塊裝在長(zhǎng)臂末端的口袋中.開(kāi)始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面間的夾角α=37°,對(duì)短臂施力,使石塊經(jīng)較長(zhǎng)路徑獲得較大的速度,當(dāng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng),石塊被水平拋出,測(cè)得石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s=10m.不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石塊剛被投出時(shí)的速度大小v0;
(2)石塊剛落地時(shí)的速度vt的大小和方向;
(3)整個(gè)過(guò)程中投石機(jī)對(duì)石塊所做的功W.
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(1)石塊剛被投出時(shí)的速度大小v0;

(2)石塊剛落地時(shí)的速度vt的大小和方向;

(3)整個(gè)過(guò)程中投石機(jī)對(duì)石塊所做的功W 。

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