某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型,一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1<tanθ,BC段的动摩擦因数μ2>tanθ,他从A点开始下滑,滑到C点恰好静

发布时间:2020-08-13 08:39:45

某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型,一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1<tanθ,BC段的动摩擦因数μ2>tanθ,他从A点开始下滑,滑到C点恰好静止,整个过程中滑梯保持静止状态,则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中A.地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左,后水平向右B.地面对滑梯始终无摩擦力作用C.地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小D.地面对滑梯的支持力的大小先小于、后大于小朋友和滑梯的总重力的大小

网友回答

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解析分析: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.

解答:A、B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A正确,B错误.
??? C、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C错误,D正确.
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点评:本题对加速度不同的两个运用整体法处理,在中学阶段应用得不多,也可以采用隔离法研究.
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