如图甲所示为一景区游乐滑道,游客坐在座垫上沿着花岗岩滑道下滑,他可依靠手、脚与侧壁间的摩擦来控制下滑速度。滑道简化图如乙所示,滑道由
AB、
BC、
CD三段组成,各段之间平滑连接。
AB段和
CD段与水平面夹角为
θ1,竖直距离均为
h0,
BC段与水平面夹角为
θ2,竖直距离为
h0。一质量为
m的游客从
A点由静止开始下滑,到达底端
D点时的安全速度不得大于

,已知sin
θ1=

、sin
θ2=

,座垫与滑道底面间摩擦及空气阻力均不计,若未使用座垫,游客与滑道底面间的摩擦力大小
f恒为重力的0.1倍,运动过程中游客始终不离开滑道,问:
(1)游客使用座垫自由下滑(即与侧壁间无摩擦),则游客在
BC段增加的动能△
Ek多大?
(2)若游客未使用坐垫且与侧壁间无摩擦下滑,则游客到达
D点时是否安全;
(3)若游客使用座垫下滑,则克服侧壁摩擦力做功的最小值。
