Simone
看上去你的力学没学好（一楼也一样）。1.在平路上行驶时，沿车身方向（即速度方向）上只有牵引力F和摩擦力f（不计空气阻力的话）。在上坡时，由受力分析可以看出，沿车身方向上出现重力的分力G1。虽然司机换挡减速，以此增加牵引力F,但还是小于G1与f的合力，于是总的合力方向与速度方向相反，所以列车做减速运动。2.“当司机踩油门增大实际功率时，可以增大牵引力F”，但在牵引力增大的同时，车身方向出现重力的分力G1，增加的牵引力ΔF抵消了重力分力G1，所以合力仍为零，列车自然继续做匀速运动。至于摩擦力f,不仅没有增大，由摩擦力的公式f=μN,在上坡时地面的支持力N等于重力的另一个分力G2，它小于重力G,所以摩擦力反而有所减小。3.开始上坡时知道功率P以及速度V，可算出此时的牵引力F=P/V。由于不知道F与(G1+f）的关系，也就不知道合力的方向与速度方向相同、相反，还是合力为零，所以有可能加速，有可能减速，还有可能匀速。但是，这只是暂时的情形。假如合力与速度同向，机车加速。由F=P/V可以看出，当速度V增大时，由于功率恒定，牵引力F必然减小，合力也自然减小，于是加速度减小。当合力力减小到零时，加速度也为零，速度就不变了。所以最终结果必然是匀速运动（当然前提是坡度不变且坡足够长）。最初如果是减速也一样。速度减小，牵引力增大，合力（G1+f-F)同样减小，结果和最初加速的情形一样。最初匀速的情形就不用多说了，一直匀速。4.当机车以恒定速度V上坡时就是第二问中的情况。 当机车以恒定牵引力上坡时和第三问一样。（由于网络原因，受力图传不上去。自己画不出来的话到这儿看。http://hi.baidu.com/zcwsm/blog/item/67f2f2c4b3fb86c739db49ae.html）答复：1.要搞清楚司机为什么要踩油门。踩油门的目的就是将牵引力从f增大到G1+f，时间就是机车从平路上坡的那一刻。如果把机车看成质点的话，机车功率就在上坡的那一刻瞬埋橡亩间增大；如果考虑车长的话，功率就在车最前端上坡到最末端上坡的这段时间内逐渐增大。等车全部进入坡段后功率就不变了。如果牵引力刚好等于G1+f,就和平路一样继续匀速。但由于在从平路上坡的过渡时间内加速度不可能一直为零（现实中不可能有技术这样高超的司机），机车速度肯定有所改变，所以虽然平路段和坡段都为匀速，但速度大小不一样。2.对这一点四楼说的有理。如果在平路上时就增大功率加速冲坡弯森，保持同样的功率上坡，有可能在坡上时牵引力大于G1+f，列车继续加速。如果在平路上是匀速，用能量的观点比较容易解释。在平路上匀速行驶时，列车消耗的外部能量（电能）转化为动能与摩擦消耗的能量，在上坡时外部能量转化为动能、重力势能以及摩擦损耗的能量。在平路上时单位时间内列车消耗的外部能量（电能）E(F)等于摩擦损耗的能量E(f)，所以动能不变，从而速度不变。如果以同样的功率上坡，单位时间如团内消耗的外部能量E(F)就不足以抵消摩擦损耗的能量E(f)与增加的重力势能E(G)之和，因为虽然E(f)有所减小，但增加的E(G)远大于E(f)的减小量ΔE(f)。所以这时机车就会通过减小动能去弥补这个空缺，速度自然就会减小。
