Question

【题目】如图甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大型抛石机。它采用杠杆式原理，由一根横杆和支架构成，横杆的一端固定重物，另一端放置石袋，发射时用绞车将放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松开，因为重物的牵缀，长臂会猛然翘起，石袋里的巨石就被抛出。将其工作原理简化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量m=10kg，可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴O点相距L=5m的末端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M，发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的夹角α=37°，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石块落地位置与O点的水平距离s=20m，空气阻力不计，g取10m/s2。则（ ）

A.石块水平抛出时的初速度为l0m/s

B.石块水平抛出时的初速度为20m/s

C.从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050J

D.从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2500J

Answer 1

【答案】C

【解析】

AB．石块被抛出后做平抛运动，竖直高度为

可得

水平方向匀速直线运动

可得平抛的初速度为

故AB错误；

C D．石块从A点到最高点的过程，由动能定理

解得长臂对石块做的功为

故C正确，D错误。

故选C。