Question

某大型游樂場內(nèi)的新型滑梯可以簡化為如圖2所示的物理模型。一個小朋友從A點開始下滑，滑到C點時速度恰好減為0，整個過程中滑梯保持靜止狀態(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點滑到底端C點的過程中(　　)

圖2

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

A　根據(jù)平均速度的公式，設(shè)B點的速度為v，則AB段和BC段的平均速度都為，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；滑塊在AB段合力做正功，在BC段，合力做負功，一正一負，故B錯誤；小朋友在AB段做勻加速直線運動，將小朋友的加速度a₁分解為水平和豎直兩個方向，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段做勻減速直線運動時，地面對滑梯的摩擦力方向水平向右，故C錯誤；以小朋友和滑梯整體為研究對象，小朋友在AB段做勻加速直線運動時，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段做勻減速直線運動時，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。