题目内容
《三国演义》是中国古代四大名著之一,在该书的战争对决中,交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器--抛石机.某同学为了研究其工作原理,设计了如图所示的装置,图中支架固定在地面上,O为转轴,轻杆可绕O在竖直面内转动,物体A固定于杆左端.弹丸B放在杆右端的勺形槽内.将装置从水平位置由静止释放,杆逆时针转动,当杆转到竖直位置时,弹丸B从最高点被水平抛出,落地点为图中C点.已知A、B质量分别为4m、m.OB=2OA=2L.转轴O离水平地面的高度也为2L,不计空气阻力和转轴摩擦,重力加速度为g.求:
(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小;
(2)C点与O点的水平距离;
(3)杆对弹丸B做的功.
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140610/201406102305079233659.png)
(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小;
(2)C点与O点的水平距离;
(3)杆对弹丸B做的功.
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140610/201406102305079233659.png)
(1)以A、B系统为研究对象,在从水平转至竖直的过程中,系统机械能守恒:
4mgL=2mgL+
4m
+
m
又因为杆转到竖直时:vB=2vA
由此计算可得:vB=
;
(2)B从抛出到落地过程做平抛运动,x=vBt
4L=
gt2
代入vB=
解之可得:x=4L;
(3)以弹丸B为研究对象,在从水平位置到竖直位置的过程中,
运用动能定理得:W杆-mg?2L=
m
-0
代入vB=
可得:W杆=3mgL;
答:(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小为:vB=
;
(2)C点与O点的水平距离4L;
(3)杆对弹丸B做的功3mgL.
4mgL=2mgL+
1 |
2 |
v | 2A |
1 |
2 |
v | 2B |
又因为杆转到竖直时:vB=2vA
由此计算可得:vB=
2gL |
(2)B从抛出到落地过程做平抛运动,x=vBt
4L=
1 |
2 |
代入vB=
2gL |
解之可得:x=4L;
(3)以弹丸B为研究对象,在从水平位置到竖直位置的过程中,
运用动能定理得:W杆-mg?2L=
1 |
2 |
v | 2B |
代入vB=
2gL |
可得:W杆=3mgL;
答:(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小为:vB=
2gL |
(2)C点与O点的水平距离4L;
(3)杆对弹丸B做的功3mgL.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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