Question

（2012?高郵市模擬）我國新型高速列車“和諧”號動車組已馳騁在主要鐵路線上．如圖所示的CRH2型動車組由5節(jié)車廂組成，車組總功率為6000kW，最大牽引功率為4800kW，最大行駛速度為200km/h．
（1）當(dāng)該車組用最大牽引功率以最大速度在平直軌道上勻速行駛3min，通過的路程是多少？在這個過程中車組受到的阻力是多少？
（2）仔細(xì)觀察車頭的外形，請你談?wù)勥@樣設(shè)計(jì)的好處．

Answer 1

分析：（1）已知速度及運(yùn)動時間，由s=vt可求出動車組的路程；利用公式W=Pt求解牽引力做的功，然后求出牽引力大小，然后由平衡條件求出動車組受到的阻力；
（2）車頭為流線型，可以減小阻力，我們還可以從流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來分析這樣設(shè)計(jì)的好處．

解答：解：（1）列車的行駛時間t=3min=

3

60

h，車組3min內(nèi)所通過的路程s=vt=200km/h×

3

60

h=10km；
牽引力3min內(nèi)做的功W=Pt=4800×1000W×3×60s=8.64×10⁸J；
車組的最大牽引力F=

W

s

=

8.64×108J

10000m

=8.64×10⁴N；
因車組做勻速直線運(yùn)動，所受阻力等于其牽引力f=F=8.64×10⁴N；
答：通過的路程是10km，車組受到的阻力是8.64×10⁴N．
（2）動車的流線型設(shè)計(jì)好處有：
①車頭為流線型可減小高速行駛時的空氣阻力；
②車頭上部空氣流速大，下部流速小，高速行駛時可減小車頭對軌道的壓力（壓強(qiáng)），從而減小阻力，降低噪聲．
答：車頭流線型設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：①車頭為流線型可減小高速行駛時的空氣阻力；
②車頭上部空氣流速大，下部流速小，高速行駛時可減小車頭對軌道的壓力（壓強(qiáng)），從而減小阻力，降低噪聲．

點(diǎn)評：本題綜合考查了速度公式、二力平衡的條件以及流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，熟練掌握相應(yīng)公式是解題的關(guān)鍵，解題過程中還要注意單位的換算．