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段的动摩擦因数为

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  • 解题思路: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.

    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错误,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.

    故选D.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;力的合成与分解的运用.

    考点点评: 本题对加速度不同的两个物体构成的连接体运用整体法处理,在中学阶段应用得不多,也可以采用隔离法研究.