Question

某大型游乐场内的新型滑梯可以简化为如图2所示的物理模型。一个小朋友从A点开始下滑，滑到C点时速度恰好减为0，整个过程中滑梯保持静止状态。若AB段的动摩擦因数μ₁小于BC段的动摩擦因数μ₂，则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中(　　)

图2

A．滑块在AB段重力的平均功率等于BC段重力的平均功率

B．滑块在AB和BC段合外力所做的总功相同

C．地面对滑梯的摩擦力方向始终水平向左

D．地面对滑梯的支持力大小始终等于小朋友和滑梯的总重力大小

Answer 1

A　根据平均速度的公式，设B点的速度为v，则AB段和BC段的平均速度都为，所以滑块在AB段重力的平均功率等于BC段重力的平均功率，故A正确；滑块在AB段合力做正功，在BC段，合力做负功，一正一负，故B错误；小朋友在AB段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度a₁分解为水平和竖直两个方向，以小朋友和滑梯整体为研究对象，由于小朋友有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左。同理可知，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右，故C错误；以小朋友和滑梯整体为研究对象，小朋友在AB段做匀加速直线运动时，有竖直向下的分加速度，则由牛顿第二定律分析得知地面对滑梯的支持力F_N小于小朋友和滑梯的总重力。同理，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力，故D错误。