Question

某大型游樂場內的新型滑梯可以簡化為如圖所示的物理模型．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．若AB段的動摩擦因數μ₁， BC段的動摩擦因數μ₂，則該小朋友從斜面頂端A點滑到底端C點的過程中

A．滑塊在AB段的平均速度小于BC段的平均速度

B．AB段的動摩擦因數μ1小于BC段的動摩擦因數μ2

C．地面對滑梯的摩擦力方向始先水平向左后終水平向右

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

BC

試題分析: AB段小孩做初速度為0的勻加速運動；BC段做勻減速運動，末速度為0，這兩段的平均速度都是B點速度的一半，所以相等，故A錯；AB段重力沿斜面的分力大于滑動摩擦力，BC段重力沿斜面的分力小于滑動摩擦力，重力沿斜面的分力不變，壓力也不變，所以AB段的動摩擦因數μ₁小于BC段的動摩擦因數μ₂，故B正確；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，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；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FN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C正確，D錯誤．