Question

如圖所示，一個(gè)質(zhì)最為m的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高為H的凹形坡頂由靜止滑下，然后上升到h<H高處停下．若運(yùn)動(dòng)員要沿雪坡返回原處，所做的功必須滿足什么條件？

Answer 1

如圖所示，運(yùn)動(dòng)員從高H處滑至高h(yuǎn)處的過(guò)程中，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，減少的重力勢(shì)能等于反抗摩擦力所做的功，有．
滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，處于超重狀態(tài)，對(duì)地面的壓力可以表示為．
運(yùn)動(dòng)員第一次通過(guò)最低點(diǎn)的速度小于第二次通過(guò)最低點(diǎn)的速度，即，則相應(yīng)對(duì)地面的壓力，受到的摩擦力；全過(guò)程中，摩擦力的平均值，反抗摩擦力做的功。
為了返回原處，一方面要增加重力勢(shì)能，另一方面還要反抗摩擦力做比第一次更多的功，即．所以，運(yùn)動(dòng)員做的功必須滿足下面的條件
，
所以。