Question

【題目】如圖為一種工作椅，工作椅上表面光滑且始終保持水平。上面放置一長為3 m的刻度尺。刻度尺的右端與椅子右端對齊，左端A與靠背B相距也是3 m。已知刻度尺的質量為600 g，刻度尺的底面積為300 cm2。求：(g取10 N/kg)

(1)刻度尺的重力是多少？

(2)刻度尺以2 m/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1 m/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 s，壓強p為多大？請在圖乙中畫出0至4 s壓強p與時間t關系的圖象。

Answer 1

【答案】 6 N 1.5 s 300 Pa

【解析】（1）根據題意知道，刻度尺的質量是：m=600 g=0.6kg，所以刻度尺的重力是：G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；

（2）因為刻度尺左端A與靠背B相距s=3m，由v=s/t知道，刻度尺撞上靠背的時間是：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是：t′=s′/v′=3m/1m/s=3s，在此過程中，尺子對椅子的壓強是不變的，且壓強是：p=F/S=G/S=6N/0.03m2=200Pa；

接下來的1s，露在椅子外面的長度是：s″=v′t″=1m/s×1s=1m，

尺子此時在椅子上的長度是：L=L尺-s″=3m-1m=2m，

設尺子和椅子的接觸面積為S′，則3m/2m=0.03m2/S′，故S′=0.03m2×2m/3m=0.02m2 ，

所以此時尺子對椅子的壓強是：p′=F/S′=G/S′=6N/0.02m2=300Pa；

故0至4 s壓強p與時間t關系的圖象如圖：