Question

某大型游乐场内的新型滑梯可以简化为如图所示的物理模型．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（ ）

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

由题意可知，小朋友在AB段做匀加速直线运动，加速度沿斜面向下；在BC段做匀减速直线运动，加速度沿斜面向上．以小朋友和滑梯整体为研究对象，将小朋友的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿第二定律分析地面对滑梯的摩擦力方向和支持力的大小．
【解析】
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．
B、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．
C、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，如图1．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．
D、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FN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．
故选A．