Question

如圖是一種拋物器，輕質(zhì)杠桿左端A是一個(gè)質(zhì)量為M=10kg的重球，杠桿的右端是一個(gè)被拋的物體，質(zhì)量為m=0.5kg，OA=OB=1m．此時(shí)杠桿與水平地面MN的夾角為θ=30°，要使其靜止，則桿右端B應(yīng)施加一個(gè)豎直向下的力F=    N；撤去F，杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物體最后被豎直向上拋出，則物體上升離地面MN的最大高度約為    m．（g取10m/s²）

Answer 1

【答案】分析：利用杠桿平衡條件求所施加的力的大小，設(shè)拋出時(shí)，AB的速度都是v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出v，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本公式求解上升的高度即可求解．
解答：解：根據(jù)杠桿平衡條件得：
Mgl_OA=（mg+F）l_OB
帶入數(shù)據(jù)解得：F=（M-m）g=95N
設(shè)拋出時(shí)，AB的速度都是v，變化的高度h=AOsin30°=0.5 m，根據(jù)機(jī)械能守恒得：
Mgh-mgh=（M+m）v²．
v²=9.05
接著豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升的高度h₁：
v²=2gh₁
解得：h₁=0.45 m
所以物體上升離地面MN的最大高度H=h+h₁=0.95 m．
故答案為：95；0.95
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了杠桿平衡條件、機(jī)械能守恒定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的應(yīng)用，難度適中．