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人骑自行车上坡,坡高5.0m,坡长100m,车与人总质量100kg,人蹬车的牵引力为80N,车在坡底的速度为6.0m/s,到坡顶时速度为4.0m/s.(设阻力恒定,g=10m/s2)问:(1)上坡过程中,自行车克服

题目详情
人骑自行车上坡,坡高5.0m,坡长100m,车与人总质量100kg,人蹬车的牵引力为80N,车在坡底的速度为6.0m/s,到坡顶时速度为4.0m/s.(设阻力恒定,g=10m/s2) 问:
(1)上坡过程中,自行车克服阻力做了多少功?
(2)如果人不用力蹬车,车在坡底速度仍为6.0m/s,自行车能上行多远?
▼优质解答
答案和解析
(1)由动能定理得:
FL-mgh-W=
1
2
mv2-
1
2
mv02
自行车克服摩擦阻力做功为:
W=4000J 
(2)由W=FfL得摩擦阻力大小为:
Ff=40N 
不用力蹬车时,设自行车沿坡能上行的距离为x,坡与水平方向的夹角设为θ.则有:
sinθ=
h
L
=
1
20

由Ffx+mghxsinθ=
1
2
mv02
代入数据得:x=20m 
答:(1)上坡过程中,自行车克服阻力做功4000J;
(2)如果人不用力蹬车,车在坡底速度仍为6.0m/s,自行车能上行20m.
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