Question

某大型游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)的新型滑梯可以等效為如圖所示的物理模型．一個(gè)小朋友在AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ₁＜tanθ，BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ₂＞tanθ，他從A點(diǎn)開(kāi)始下滑，滑到C點(diǎn)恰好靜止，整個(gè)過(guò)程中滑梯保持靜止?fàn)顟B(tài)．則該小朋友從斜面頂端A點(diǎn)滑到底端C點(diǎn)的過(guò)程中（　　）

A．地面對(duì)滑梯始終無(wú)摩擦力作用

B．地面對(duì)滑梯的摩擦力方向先水平向右，后水平向左

C．地面對(duì)滑梯的支持力的大小始終等于小朋友和滑梯的總重力的大小

D．地面對(duì)滑梯的支持力的大小先小于、后大于小朋友和滑梯的總重力的大小

Answer 1

分析：小朋友在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．以小朋友和滑梯整體為研究對(duì)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(duì)滑梯的摩擦力方向和支持力的大小．

解答：解：A、B、小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(duì)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(dòng)時(shí)，地面對(duì)滑梯的摩擦力方向水平向右．故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤．

C、D、以小朋友和滑梯整體為研究對(duì)象，小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)時(shí)，地面對(duì)滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的總重力．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題對(duì)加速度不同的兩個(gè)物體構(gòu)成的連接體運(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．