Question

2005年是“世界物理年”，為激發(fā)廣大青少年對物理學(xué)的興趣，提高人們對物理學(xué)在當(dāng)今社會(huì)重要作用的認(rèn)識(shí)，英國和愛爾蘭將今年定為“愛因斯坦年”．劍橋大學(xué)物理學(xué)家海倫?杰爾斯基研究了各種自行車特技的物理學(xué)原理，并通過計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)探詢特技動(dòng)作的極限，設(shè)計(jì)了一個(gè)令人驚嘆不已的高難度動(dòng)作--“愛因斯坦空翻”，并在倫敦科學(xué)博物館由自行車特技運(yùn)動(dòng)員（18歲的布萊士）成功完成．現(xiàn)將“愛因斯坦空翻”簡化模型如圖，質(zhì)量為m的自行車運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)由靜止出發(fā)，經(jīng)BC圓弧，從C點(diǎn)豎直沖出，完成空翻，完成空翻的時(shí)間為t，由B到C的過程中，克服摩擦阻力做功為W，空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度為g，試求：自行車運(yùn)動(dòng)員從B到C至少做多少功？

Answer 1

分析：根據(jù)豎直上拋的時(shí)間，通過豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對稱性求出C點(diǎn)的初速度，根據(jù)動(dòng)能定理求出自行車運(yùn)動(dòng)員從B到C至少做功的大�。�

解答：解：運(yùn)動(dòng)員由C到D過程做豎直上拋，設(shè)初速度為V₀，
則有：0=V₀-

t

2

g得V₀=

1

2

gt
運(yùn)動(dòng)員從B到C至少做功為W₀，由動(dòng)能定理：W₀-W=

1

2

mV02
解得：W₀=W+

1

8

mg2t2
答：自行車運(yùn)動(dòng)員從B到C至少做功為W+

1

8

mg2t2．

點(diǎn)評：運(yùn)用動(dòng)能定理解題首先需確定研究對象和研究過程，分析有哪些力做功，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解．