Question

20．如圖所示是放置于水平地面上的簡(jiǎn)易滑梯示意圖，一小孩從滑梯斜面頂點(diǎn)A開始無初速度下滑，在AB段勻加速下滑，在BC段勻減速下滑，滑到C點(diǎn)恰好速度為零（B點(diǎn)為AC的中點(diǎn)），整個(gè)過程中滑梯保持靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)該小孩在AB段和BC段滑動(dòng)時(shí)與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ₁和μ₂，斜面傾角為θ，則（　　）

• A． 整個(gè)過程中地面對(duì)滑梯的支持力始終等于該小孩和滑梯的總重力，地面對(duì)滑梯始終無摩擦力作用
• B． 動(dòng)摩擦因數(shù)滿足μ₁+μ₂=2tanθ
• C． 該小孩在AB和BC兩段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，平均速度也相等
• D． AB段與BC段小孩受的摩擦力做功的平均功率相等

Answer 1

分析 小孩在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度沿斜面向下；在BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度沿斜面向上．以小孩和滑梯整體為研究對(duì)象，將小孩的加速度分解為水平和豎直兩個(gè)方向，由牛頓定律分析地面對(duì)滑梯的摩擦力方向和支持力的大�。桓鶕�(jù)動(dòng)能定理求解μ₁+μ₂；根據(jù)$\overline{v}$=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$知兩段的平均速度的關(guān)系；由W=fs和P=$\frac{W}{t}$分析平均功率大小關(guān)系．

解答 解：A、由題意知，小孩在AB段加速下滑，有沿斜面向下的加速度a₁，有豎直向下的分加速度，處于失重狀態(tài)，故此過程地面對(duì)斜面的支持力小于整體的重力，故A錯(cuò)誤；
B、設(shè)小孩在B點(diǎn)的速度為v，由于AB=BC，再根據(jù)v²=2ax，可得在AB、BC段加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律：
AB段有：mgsinθ-μ₁mgcosθ=ma；BC段有：μ₂mgcosθ-mgsinθ=ma，聯(lián)立解得μ₁+μ₂=2 tan θ，故B正確；
C、由v=at，$\overline{v}$=$\frac{{v}_{0}+v}{2}$可得：小孩在AB和BC兩段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，平均速度也相等，故C正確；
D、由上述分析知，AB段、BC段的摩擦力不同，而平均速度相同，根據(jù)功率P=F$\overline{v}$，可得：AB段與BC段小孩受的摩擦力做功的平均功率不相等，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式的直接應(yīng)用，本題解答時(shí)也可以根據(jù)動(dòng)能定理求解．