Question

某大型游樂場內(nèi)的新型滑梯可以簡化為如圖所示的物理模型．一個(gè)小朋友從A點(diǎn)開始下滑，滑到C點(diǎn)時(shí)速度恰好減為0，整個(gè)過程中滑梯保持靜止?fàn)顟B(tài)．若AB段的動摩擦因數(shù)μ₁小于BC段的動摩擦因數(shù)μ₂，則該小朋友從斜面頂端A點(diǎn)滑到底端C點(diǎn)的過程中（　　）

A、滑塊在AB段重力的平均功率等于BC段重力的平均功率

B、滑塊在AB和BC段合外力所做的總功相同

C、地面對滑梯的摩擦力方向始終水平向左

D、地面對滑梯的支持力大小始終等于小朋友和滑梯的總重力大小

Answer 1

分析：由題意可知，小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動，加速度沿斜面向下；在BC段做勻減速直線運(yùn)動，加速度沿斜面向上．以小朋友和滑梯整體為研究對象，將小朋友的加速度分解為水平和豎直兩個(gè)方向，由牛頓第二定律分析地面對滑梯的摩擦力方向和支持力的大小．

解答：解：A、根據(jù)平均速度的公式，設(shè)B點(diǎn)的速度為v，則AB段和BC段的平均速度都為

v

2

，所以滑塊在AB段重力的平均功率等于BC段重力的平均功率．故A正確．
B、滑塊在AB段合力做正功，在BC段，合力做負(fù)功，一正一負(fù)．故B錯誤．
C、小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動，將小朋友的加速度a₁分解為水平和豎直兩個(gè)方向，如圖1．以小朋友和滑梯整體為研究對象，由于小朋友有水平向左的分加速度，根據(jù)牛頓第二定律得知，地面對滑梯的摩擦力方向先水平向左．同理可知，小朋友在BC段做勻減速直線運(yùn)動時(shí)，地面對滑梯的摩擦力方向水平向右．故C錯誤．
D、以小朋友和滑梯整體為研究對象，小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動時(shí)，有豎直向下的分加速度，則由牛頓第二定律分析得知地面對滑梯的支持力F_N小于小朋友和滑梯的總重力．同理，小朋友在BC段做勻減速直線運(yùn)動時(shí)，地面對滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的總重力．故D錯誤．
故選A．

點(diǎn)評：本題對加速度不同的兩個(gè)運(yùn)用整體法處理，在中學(xué)階段應(yīng)用得不多，也可以采用隔離法研究．