“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

问题问答题

“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

mv2+mgh-Fs=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．

答案

（1）石块被抛出后做平抛运动

水平方向　　s=v₀t

竖直方向　　h=

gt²

又 h=L+Lsinα

解得　　　　v₀=16m/s　　　

（2）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=

代入解得 W=2000J

答：

（1）石块刚被投出时的速度大小v₀为16m/s；

（2）整个过程中投石机对石块所做的功W为2000J．