Question

雪橇是一種深受青少年喜愛的雪上運(yùn)動(dòng)器材．在一次滑雪運(yùn)動(dòng)中，某同學(xué)坐在雪橇上，從靜止開始沿著高度為15m的斜坡滑下，到達(dá)底部時(shí)速度為10m/s，人和雪橇的總質(zhì)量為60kg．已知g=10m/s²．求：
（1）下滑過程中，合外力對人和雪橇做的功；
（2）下滑過程中，人和雪橇克服阻力做的功．

Answer 1

分析：（1）對于下滑過程，合外力對人和雪橇做的功等于人和雪橇做的動(dòng)能變化量，根據(jù)動(dòng)能定理求解；
（2）根據(jù)合外力做功等于重力與阻力做功之和，求解人和雪橇克服阻力做的功．

解答：解：（1）以人和雪橇整體為研究對象，對于下滑過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：
  W合=

1

2

m

v

2 t

-

1

2

m

v

2 0

代入數(shù)據(jù)可得：

W

合

=3000J；
（2）以人和雪橇整體為研究對象：

W

合

=WG+Wf=mgh+W_f；
代入數(shù)據(jù)得：W_f=-6000J
所以，克服摩擦力做的功為6000J．
答：
（1）下滑過程中，合外力對人和雪橇做的功是3000J；
（2）下滑過程中，人和雪橇克服阻力做的功是6000J．

點(diǎn)評：本題考查功的計(jì)算是借助于動(dòng)能定理求得，也可以由功的表達(dá)式W=FS，但F必須是恒力，且關(guān)鍵是確定在力的方向上移動(dòng)的距離，計(jì)算時(shí)注意力和距離要對應(yīng)．