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“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,如图所示,某兴趣小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L=4.8m,质量m=10.0㎏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=30°,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,石块落地位置与被抛出时的水平距离s=19.2m.不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石块刚被抛出时的速度大小v0
(2)石块刚落地时的速度vt的大小和方向.
分析:(1)根据几何关系求出平抛运动的高度,从而根据高度求出平抛运动的时间,结合水平距离求出平抛运动的初速度.
(2)根据高度结合速度位移公式求出竖直方向上的分速度,从而根据平行四边形定则求出落地时的速度大小和方向.
解答:解:(1)石块平抛运动的高度h=L+Lsin30°=7.2m.
根据h=
1
2
gt2
得,t=
2h
g
=
2×7.2
10
s=1.2s

则石块抛出时的速度大小v0=
s
t
=
19.2
1.2
m/s=16m/s

(2)石块落地时竖直方向上的分速度vy=
2gh
=12m/s

则落地时的速度大小v=
v02+vy2
=20m/s

设速度与水平方向为α,则tanα=
vy
v0
=
3
4
,知α=37°.
答:(1)石块刚被抛出时的速度大小为16m/s.
(2)石块刚落地时的速度vt的大小为20m/s,方向与水平方向成37°.
点评:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解.
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“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,如图所示,某研学小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L=4.8m,质量m=10.0kg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=30°,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,石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=19.2m.不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石块刚被抛出时的速度大小ν0
(2)抛石机对石块所做的功W.

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“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,它实际上是一个费力杠杆.如图,某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L=4.8m,质量m=10.0kg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为α=30°,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,石块落地位置与抛出点间的水平距离s=19.2m.不计空气的阻力和杆的质量,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石块刚被抛出时的速度大小;
(2)石块刚落地时的速度;
(3)抛石机对石块所做的功.

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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.

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“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,它实际上是一个费力杠杆.如图所示,某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L,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,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,石块落地位置与抛出位置间的水平距离s.不计空气阻力.根据以上条件,不能求出的物理量是(  )

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精英家教网“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,它实际上是一个费力杠杆.如图所示,某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L=4.8m,质量m=10.0kg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=30°,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,石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=19.2m.不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)石块刚被抛出时的速度大小ν0
(2)石块刚落地时的速度的大小和方向;
(3)抛石机对石块所做的功W.

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