在某古城中发现一“石炮”，结构如图所示。一兴趣小组测得其长臂的长度
，石块“炮弹”质量
，初始时长臂与水平面间的夹角α = 30°。同学们在水平面上演练，将石块装在长臂末端的开口箩筐中，对短臂施力，使石块升高并获得速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块即被水平抛出，熟练操作后，石块水平射程稳定在
。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v0；
（2）人做功的最小值W ；
（3）若把“石炮”移到离水平地面多高的城墙边缘可将水平射程提高50% 。
在某古城中发现一“石炮”，结构如图所示。一兴趣小组测得其长臂的长度，石块“炮弹”质量，初始时长臂与水平面间的夹角α = 30°。同学们在水平面上演练，将石块装在长臂末端的开口箩筐中，对短臂施力，使石块升高并获得速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块即被水平抛出，熟练操作后，石块水平射程稳定在。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v0；
（2）人做功的最小值W ；
（3）若把“石炮”移到离水平地面多高的城墙边缘可将水平射程提高50% 。
解：（1）石块被抛出后做平抛运动
水平方向 s = v0t ………①
竖直方向 
………②
h = L + 
………③
求出 v0 = 16m/s ………④
（2）长臂从初始位置转到竖直位置，根据动能定理
……… ⑤
求出 Ｗ = 2000J ……… ⑥
（3）设经
落地，初速度相等
则 
………⑦
………⑧
………⑨
解得
…… ⑩
参考评分：第（1）问5分，①②④各1分，③式2分；第（2）问4分，⑤⑥式各2分；第（3）问4分⑦⑧⑨⑩各1分。