Question

如圖所示，一個質最為m的滑雪運動員從高為H的凹形坡頂由靜止滑下，然后上升到h<H高處停下．若運動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，運動員從高H處滑至高h處的過程中，根據能量轉化和守恒定律，減少的重力勢能等于反抗摩擦力所做的功，有．
滑雪運動員經過最低點時，處于超重狀態，對地面的壓力可以表示為．
運動員第一次通過最低點的速度小于第二次通過最低點的速度，即，則相應對地面的壓力，受到的摩擦力；全過程中，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，運動員做的功必須滿足下面的條件
，
所以。