Question

如圖所示是游樂場中供小孩玩耍的滑梯簡化圖，斜面AC長10米，與水平面之間的夾角θ=30°，斜面上AB、BC兩部分等長，BC部分表面改用塑膠墊．一小孩從斜面頂端A無初速下滑，設他與斜面AB之間的動摩擦因數u₁=，與BC之間的動摩擦因數u₂=，（取g=10m/s²）問：
（1）小孩從A點開始下滑到B點需要的時間以及通過B點時的速度大小；
（2）誦討計算說明小孩能否滑到斜面的底端C處．

Answer 1

解：（1）小孩在AB段做勻加速直線運動，設加速度為a₁，則
mgsinθ-μ₁mgcosθ=ma₁
解得：a₁=2.5m/s²
又因為
解得：
故v_B=a₁t₁=5m/s
（2）小孩在BC段運動的加速度為a₂，則
mgsinθ-μ₂mgcosθ=ma₂
解得：
即小孩做勻減速運動，設最終停在斜面上，其減速運動的位移為x，
0-
解得：x=5m
所以小孩的最大位移為l_總=l+x=10m，恰好到達斜面底端．
答：（1）小孩從A點開始下滑到B點需要的時間以及通過B點時的速度大小為5m/s；
（2）小孩恰好滑到斜面的底端C處．
分析：（1）小孩在AB段做勻加速直線運動，根據牛第二定律求出加速度，根據位移時間公式求出時間，再根據速度時間公式即可求得速度；
（2）根據牛第二定律求出小孩在BC段的加速度，設最終停在斜面上，求出運動的位移，再跟BC段長度比較即可求解．
點評：本題主要考查了勻變速直線運動基本公式的直接應用，本題解答時也可以根據動能定理求解，難度適中．