>>1
場合分けして見ればわかりやすいんじゃないかな。
定量的なことはとりあえずおいといて定性的な部分ね。

乗り手は同じで自転車も重量以外同じだとする。

一定速度で巡行する場合
これは重いものも軽いものも一緒だと考えてよい。

加速、減速する場合
重いほうが慣性が働くので軽いほうが有利。

上り坂の場合
位置エネルギーを獲得しなきゃならないから当然軽いほうが有利。

下り坂の場合
１　漕がずに滑走するとき
　　僅かに重いほうが有利。

２　漕いで一定速度を維持する場合
　　平地の巡航と同じと考えれられるので一緒。

３　漕いでさらに速度をつけるときまたは減速するとき
　　軽いほうが有利。

あとは自転車に乗っている間どの場面が多いかで決まる。

極端な話最初から最後まで下り坂を滑走するだけなら、重いほうが速いというのも
間違いじゃない。