Question

物理的功能问题（高一）

一人骑自行车上坡。坡长200m，坡高10m，人和车总质量为100kg,人蹬车产生的牵引力为100N，若在坡底是车的速度大小V1=10m/s,到达坡顶速度大小V2=4m/s,求：
（1）上坡过程中人克服摩擦力做了多少功？
（2）若人不蹬车，以V1=10m/s的初速度冲上坡，能在坡上行驶多远？
会的人，请写出答案并且写上重要的过程说明，谢谢，这道题目困扰了我好久。。。

Answer 1

（1）根据能量守恒定律，克服摩擦力做的功+克服重力做的功=人做的功+动能的减少量
克服重力做功:mgh=10000J
人做的功：FS=100*200=20000J
动能减少：0.5*100*10^2-0.5*100*4^2=4200J
所以克服摩擦力做功=20000+4200-10000=14200J
（2）在200米距离内克服阻力做功14200J，那么假设阻力不变，则阻力大小为f=71N
设能冲上的高度为x，那么在斜面上行驶距离为2x
mgx+2xf=0.5*100*10^2
1000x+142x=5000
x=5000/1142
在斜面上行驶的距离=10000/1142 米
【注意：因为题目里没有说明初速度的方向，所以不能通过受力分析来求取】

Answer 2

1.根据动能定理,合外力所做的功等于动能变化量

故1/2mv2^2+1/2mv1^2=牵引力做的功-重力做的功-摩擦力做的功

牵引力做的功=FS=100*200

重力做的功=mgh=100*10*10

联立可解摩擦力做的功,克服就是取正值

2.上问求出摩擦力做的功后,根据Wf=fS,可以算出,f的大小

平行于斜面的重力的分力F1=mgsina(a为倾角,sina=10/200)

那么加速度a=(F1+f)/m

根据运动学公式vt^2-v0^2/2a=S(a是负值,vt=0),可以算出S

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