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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=30o，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=19.2 m.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.
【答案】
（1）
=16m/s（2）
【解析】（1）石块被抛出后做平抛运动，水平方向有：
竖直方向有：
θ=370. （3）W=2000J.
解得=16m/s（3分）
（2）落地时竖直方向的速度
m/s，所以落地的速度大小为
=20 m/s
设落地速度与水平方向间的夹角为θ，则
，解得θ=370. （3分）
（3）长臂从初始位置转到竖直位置，据动能定理有
，得W=2000J.（3分）
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