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试题

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．

解：（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= $\text{[math]}$
∴刻度尺撞上靠背的时间：
t= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =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′= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =3s，
在此过程中，尺子对椅子的压强是不变的，压强为：p= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =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，
∵ $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
∴此时尺子和椅子的接触面积：S′= $\text{[math]}$ =0.02m²，
所以此时尺子对椅子的压强为：p′= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =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．
分析：（1）知道质量，根据G=mg求出重力；
（2）知道距离和速度，根据v= $\text{[math]}$ 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= $\text{[math]}$ 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= $\text{[math]}$ 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= $\text{[math]}$ 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= $\text{[math]}$ 求出此时的压强．再画出图象．
点评：此题主要考查的是学生对重力、速度、压强计算公式的理解和掌握，明确尺子在移动过程中接触面积的变化是解决此题的关键．

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（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．

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（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关系的图像。

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