Question

（2013?湖里區一模）如圖1為廈門金龍造車廠h形工作椅，工作椅上表面光滑且始終保持水平．上面放置一長為3m刻度尺．刻度尺的右端與椅子右端對齊，左端與A與靠背B相距也是3m．已知刻度尺的質量為600g，刻度尺的底面積為300cm²，．求：
（1）刻度尺的重力是多少？
（2）刻度尺以2m/s的速度向左勻速滑動，經過多長時間刻度尺撞上靠背？
（3）刻度尺以大小為1m/s的速度彈回，向右勻速滑行．若刻度尺對工作椅的壓強為P，則從刻度尺剛彈離靠背起計時，過了4秒，壓強P為多大？請在右圖畫出0至4秒壓強P與時間t關系的圖象．

Answer 1

分析：（1）知道質量，根據G=mg求出重力；
（2）知道距離和速度，根據v=

s

t

求出時間；
（3）刻度尺以大小為1m/s的速度彈回，刻度尺的右端距離椅子邊緣的距離為3m，根據v=

s

t

求出刻度尺右邊沿和椅子右邊沿對齊的時間，刻度尺對椅子的壓力等于其重力，根據p=

F

S

求出此時的壓強；然后刻度尺再向右運動時，刻度尺就會有一部分露在椅子的外面，根據v=

s

t

求出4s后露在外面的長度，根據比值關系求出刻度尺和椅子的接觸面積；再根據p=

F

S

求出此時的壓強．再畫出圖象．

解答：解：（1）刻度尺的重力：G=mg=0.6kg×9.8N/kg=5.88N；
（2）刻度尺左端與A與靠背B相距s=3m，
∵v=

s

t

∴刻度尺撞上靠背的時間：
t=

s

v

=

3m

2m/s

=1.5s；
（3）刻度尺反彈回來直到尺子右邊沿和椅子右邊沿對齊的時間：
t′=

s′

v′

=

3m

1m/s

=3s，
在此過程中，尺子對椅子的壓強是不變的，壓強為：p=

F

S

=

G

S

=

5.88N

0.03m2

=196Pa；
接下來的1s，尺子就會有一部分露在椅子外面，露在椅子外面的長度：s″=v′t″=1m/s×1s=1m，
尺子此時在椅子上的長度為：L=L_尺-s″=3m-1m=2m，
∵

3m

2m

=

0.03m2

S′

∴此時尺子和椅子的接觸面積：S′=

0.03m2×2m

3m

=0.02m²，
所以此時尺子對椅子的壓強為：p′=

F

S′

=

G

S′

=

5.88N

0.02m2

=294Pa．
所以畫出的圖象如下：

答：（1）刻度尺的重力是5.88N；
（2）經過1.5s刻度尺撞上靠背；
（3）過了4秒，刻度尺對椅子的壓強P為294Pa．圖象見上圖．

點評：此題主要考查的是學生對重力、速度、壓強計算公式的理解和掌握，明確尺子在移動過程中接觸面積的變化是解決此題的關鍵．