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《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
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| 《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. |
▼优质解答
答案和解析
| (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+
又因为杆转到竖直时:v B =2v A 由此计算可得: v B =
(2)B从抛出到落地过程做平抛运动,x=v B t 4L=
代入 v B =
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=
代入 v B =
可得:W 杆 =3mgL; 答:(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小为: v B =
(2)C点与O点的水平距离4L; (3)杆对弹丸B做的功3mgL. |
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