Question

2010年4月26日，新型高速列車(chē)“和諧”號(hào)動(dòng)車(chē)組開(kāi)始馳騁在福廈鐵路線(xiàn)上，從而閩西南形成“一小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”，福廈間各設(shè)區(qū)市的“2小時(shí)交通圈”。如圖所示的動(dòng)車(chē)組由5節(jié)車(chē)箱組成，車(chē)組總功率為6000kW，最大牽引功率為4800kW，最大行駛速度為250km/h。
（1）當(dāng)該車(chē)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(guò)的路程是多少？在這個(gè)過(guò)程中車(chē)組受到的阻力是多少？
（2）為保證車(chē)組正常行駛，每節(jié)車(chē)箱上供乘客飲水用的電熱水器耗電功率不能超過(guò)2800W。一節(jié)車(chē)箱內(nèi)的電熱水器5min最多可產(chǎn)生多少熱量？如果熱效率為80%，問(wèn)這些熱量可以使多少千克的礦泉水溫度從20℃升高到50℃？（c_水=4.2×10³J／（kg·℃））
（3）仔細(xì)觀察車(chē)頭的外形，請(qǐng)你談?wù)勥@樣設(shè)計(jì)的好處。

Answer 1

解：
（1） S=vt = 250km/h×3/60 h=12.5km=1.25×10⁴m
W= Pt = 4.8×10⁶W×3×60s= 8.64×10⁸J
F= ==6.912×10⁴N
（2）Q = I²Rt = pt = 2800W×5×60s = 8.4×10⁵J
Q_吸= Q×80% = 8.4×10⁵J×80% = 6.72×10⁵J
m = ==5.3kg
（3）答：
A. 車(chē)頭為流線(xiàn)型，可減小行駛時(shí)的空氣阻力
B. 高速行駛時(shí)，車(chē)上方空氣流速大于下方，可減小車(chē)頭對(duì)軌道的壓力（壓強(qiáng)），從而減小阻力，降低噪聲