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(2013•湖里区一模)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

题目详情
(2013•湖里区一模)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.
▼优质解答
答案和解析
(1)刻度尺的重力:G=mg=0.6kg×9.8N/kg=5.88N;
(2)刻度尺左端A与靠背B相距s=3m,
∵v=
s
t

∴刻度尺撞上靠背的时间:
t=
s
v
=
3m
2m/s
=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′=
s′
v′
=
3m
1m/s
=3s,
在此过程中,尺子对椅子的压强是不变的,压强为:p=
F
S
=
G
S
=
5.88N
0.03m2
=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-s″=3m-1m=2m,
3m
2m
=
0.03m2
S′

∴此时尺子和椅子的接触面积:S′=
0.03m2×2m
3m
=0.02m2
所以此时尺子对椅子的压强为:p′=
F
S′
=
G
S′
=
5.88N
0.02m2
=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.
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