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(1)轻杆刚要滑动时弹簧的形变量x0
(2)轻杆刚要滑动时弹簧增加的弹性势能Ep;
(3)试通过计算判断小车是否与槽发生碰撞.

分析 (1)当弹簧和杆整体受到的力等于静摩擦力的时候,轻杆开始滑动,由力的平衡轻杆刚要滑动时弹簧的形变量;
(2)由功能关系可求轻杆刚要滑动时弹簧增加的弹性势能;
(3)对小车在碰撞弹簧前后受力分析,根据牛顿第二定律和推论公式联立求解.

解答 解:(1)当弹簧和杆整体受到的力等于静摩擦力的时候,轻杆开始滑动,
由力的平衡可得:kx0=Ff
即:20×x0=8
解得:x0=0.4m
(2)由功能关系可得:mg(L+x0)sinθ=EP+$\frac{1}{2}$mv2
1×10×(3+0.4)sin37°=EP+$\frac{1}{2}$×1×42
解得:EP=1.6J
(3)由牛顿第二定律可得:Ff-mgsinθ=ma
假设小车与槽相碰,则-2a(l+l0-x0)=v′2-v2
代入数据联立解得:v′=$\sqrt{3.2}$m/s,即小车与槽相碰.
答:(1)轻杆刚要滑动时弹簧的形变量为0.4m;
(2)轻杆刚要滑动时弹簧增加的弹性势能为1.6J;
(3)小车要与槽发生碰撞.

点评 本题的关键是分清小车的运动过程,特别是接触弹簧后的情况,弹力突变导致静摩擦力也跟着变,找出最后运动状态后利用能的观点即可求解.

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