Question

如图1为厦门金龙造车厂h形工作椅，工作椅上表面光滑且始终保持水平．上面放置一长为3m刻度尺．刻度尺的右端与椅子右端对齐，左端与A与靠背B相距也是3m．已知刻度尺的质量为600g，刻度尺的底面积为300cm²，．求：
（1）刻度尺的重力是多少？
（2）刻度尺以2m/s的速度向左匀速滑动，经过多长时间刻度尺撞上靠背？
（3）刻度尺以大小为1m/s的速度弹回，向右匀速滑行．若刻度尺对工作椅的压强为P，则从刻度尺刚弹离靠背起计时，过了4秒，压强P为多大？请在右图画出0至4秒压强P与时间t关系的图象．

Answer

（1）知道质量，根据G=mg求出重力；
（2）知道距离和速度，根据v=求出时间；
（3）刻度尺以大小为1m/s的速度弹回，刻度尺的右端距离椅子边缘的距离为3m，根据v=求出刻度尺右边沿和椅子右边沿对齐的时间，刻度尺对椅子的压力等于其重力，根据p=求出此时的压强；然后刻度尺再向右运动时，刻度尺就会有一部分露在椅子的外面，根据v=求出4s后露在外面的长度，根据比值关系求出刻度尺和椅子的接触面积；再根据p=求出此时的压强．再画出图象．
【解析】
（1）刻度尺的重力：G=mg=0.6kg×9.8N/kg=5.88N；
（2）刻度尺左端与A与靠背B相距s=3m，
∵v=
∴刻度尺撞上靠背的时间：
t===1.5s；
（3）刻度尺反弹回来直到尺子右边沿和椅子右边沿对齐的时间：
t′===3s，
在此过程中，尺子对椅子的压强是不变的，压强为：p====196Pa；
接下来的1s，尺子就会有一部分露在椅子外面，露在椅子外面的长度：s″=v′t″=1m/s×1s=1m，
尺子此时在椅子上的长度为：L=L尺-s″=3m-1m=2m，
∵=
∴此时尺子和椅子的接触面积：S′==0.02m2，
所以此时尺子对椅子的压强为：p′====294Pa．
所以画出的图象如下：

答：（1）刻度尺的重力是5.88N；
（2）经过1.5s刻度尺撞上靠背；
（3）过了4秒，刻度尺对椅子的压强P为294Pa．图象见上图．