Question

【题目】如图甲所示，在公元1267 ~ 1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量m = 80 kg的可视为质点的石块装在长 L = m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成α = 30°。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与O点的水平距离 s = 100 m。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，g = 10 m/s2，下列说法正确的是（ ）

A.石块水平抛出时的初速度为 25 m/s

B.重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量

C.石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功1.16×105 J

D.石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为 1.42×104 N

Answer 1

【答案】CD

【解析】

A．石块平抛运动的高度

根据得

故石块水平抛出时的初速度

选项A错误；

B．转动过程中，重物的动能也在增加，因此重物重力势能的减少量不等于石块机械能的增加量，选项B错误；

C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功

选项C正确；

D．石块圆周运动至最高点时，有

所以

选项D正确。

故选CD。