2024年绵阳一诊24题

例2(2024年绵阳一诊24题)如图所示，静止在光滑水平面上的平板车，质量为m3=2kg，右端固定一自然伸长状态的轻弹簧，弹簧所在位置的车表面光滑，车左端和弹簧左端之间距离为l=0.75m，这部分车表面粗糙，质量为m2=1kg的小物块q，静止在平板车的左端。一不可伸长的轻质细绳长为r=2.

5m，一端悬于q正上方高为r处，另一端系一质量为m1=0.5kg的小球，将小球拉至悬线与竖直方向成60°角位置，由静止释放，小球到达最低点时与q碰撞，时间极短，碰撞后小球**速度v0=1m/s，一段时间后q恰好返回平板车左端静止。取g=10m/s2。

求：1)小球到达最低点与q碰撞后瞬间，小物块q的速度v2是多大？(2)小物块q与平板车表面间滑动摩擦力f是多大？

3)小物块q压缩弹簧的过程中，弹簧弹性势能的最大值ep是多大？

r60°rm1

lqm2m3

请分析有几段过程？每段的物理模型是什么？用什么物理规律解决问题？）

分析：整体分解：

第一段：小球由静止释放到达最低点与q碰撞前；第二段：小球与小物块q碰撞；

第三段：碰后，小物块q压缩弹簧至弹簧最短；

第四段：小物块q压缩弹簧至弹簧最短到恰好返回平板车左端静止。局部分析：（运动情况和受力情况分析，建立物理模型和选择合适的物理知识，关注细节，注意关键词等）

第一段：小球自由摆动，机械能守恒。第二段：两个物体正碰；动量守恒。

第三段：物块在不光滑的平板车上滑动，压缩弹簧，最后共速。动量守恒，能量守恒。

第四段：物块在不光滑的平板车上反向滑动，最后共速。动量守恒，能量守恒。