练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    “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/s2．求：
    （1）石块刚被投出时的速度大小v0；
    （2）石块刚落地时的速度vt的大小和方向；
    （3）整个过程中投石机对石块所做的功W．
    分析：（1）石块被投出后做平抛运动，根据水平距离和高度，求出石块刚被投出时的速度大小v0；
    （2）先求出石块刚落地时竖直方向分速度，再由速度合成求出速度vt的大小和方向；
    （3）长臂从开始位置到竖直位置的过程中，重力做负功，投石机对石块做功，由动能定理求解投石机对石块所做的功W．
    解答：解：（1）石块被抛出后做平抛运动
       水平方向　　s=v0t           
       竖直方向　　h=
    1
    2
    gt2
    又h=L+Lsinα
    解得　　　　v0=10m/s　　　   
    （2）落地时，石块竖直方向的速度
        vy=gt=10m/s
    落地速度  vt=
    v
    2
    0
    +
    v
    2
    y
    =10
    		2
    m/s
    设落地速度与水平方向间的夹角为θ，则有
       tanθ=
    vy
    v0
    =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
    2
    0

    代入解得  W=1200J
    答：（1）石块刚被投出时的速度大小v0=10m/s；
    （2）石块刚落地时的速度vt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．
    点评：本题是动能定理与平抛运动的综合应用，平抛运动采用运动的合成和分解的方法研究，运用动能定理求变力做功，都是经常运用的方法．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    “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/s2．求：
    （1）石块刚被投出时的速度大小v0；
    （2）石块刚落地时的速度vt的大小和方向；
    （3）整个过程中投石机对石块所做的功W．
    精英家教网

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    “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 = 25/8 m，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/s²。求：

    （1）石块刚被投出时的速度大小v0；

    （2）石块刚落地时的速度vt的大小和方向；

    （3）整个过程中投石机对石块所做的功W 。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011-2012学年浙江省宁波市北仑中学高三（上）期中物理试卷（解析版） 题型：解答题

    “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/s2．求：
    （1）石块刚被投出时的速度大小v；
    （2）石块刚落地时的速度vt的大小和方向；
    （3）整个过程中投石机对石块所做的功W．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案