人骑自行车上坡,坡长L=200m,坡高h=10m,人和车的总质量为M=100kg,人蹬车时车受到的牵引力F=100N.若在坡底时车的速度v0=10m/s,到坡顶时的速度 v=4m/s,试用动能定理求人克服阻力做了多少功?

问题描述:

人骑自行车上坡,坡长L=200m,坡高h=10m,人和车的总质量为M=100kg,人蹬车时车受到的牵引力F=100N.若在坡底时车的速度v0=10m/s,到坡顶时的速度 v=4m/s,试用动能定理求人克服阻力做了多少功?

人和自行车整体上坡过程中,受重力、支持力、牵引力和阻力,根据动能定理,有:
WF+WG+Wf=

1
2
mv2-
1
2
mv02

其中:
WF=FL
WG=-mgh
代入数据得:
Wf=
1
2
mv2
-
1
2
mv02
-FL+mgh=
1
2
×100×(16−100)−100×200+100×10×10
=-1.42×104J
答:人克服阻力做功1.42×104J.