Question

11．寧杭甬高鐵預(yù)計2013年7月初通車．設(shè)計時速達(dá)350千米，而這種新型高鐵列車的最高時速，可以達(dá)到420千米．杭州東站到寧波站距離150千米，若是最快的一站直達(dá)式列車，加上出站加速和進(jìn)站減速的時間損耗，兩城市間的最短旅行時間在40分鐘左右．高鐵采用的CRH3/3C：牽引功率8800kW．（g取10N/kg）

（1）則高鐵實(shí)際從寧波到杭州東站的平均速度為62.5m/s（保留一位數(shù)）．
（2）若高鐵以時速300千米勻速行駛時，其所受的阻力是10560N．
（3）火車提速后，必將面臨出軌的安全問題…據(jù)報導(dǎo)北京時間4月28日凌晨4點(diǎn)41分，北京開往青島的T195次列車運(yùn)行到膠濟(jì)鐵路周村至王村之間時脫線，與上行的煙臺至徐州5034次列車相撞．…”．據(jù)你分析，其中列車乙（填“甲”或“乙”）是超速的T195次列車．

Answer 1

分析 （1）已知路程和運(yùn)動時間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$計算出全程的平均速度；
（2）根據(jù)功率公式P=Fv計算出列車的牽引力，又知列車勻速行駛，根據(jù)二力平衡計算出列車受到的阻力；
（3）分析甲、乙在運(yùn)行過程中，會向哪邊脫軌得出結(jié)論．

解答 解：（1）由題意知，從寧波到杭州東站的平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{150×1{0}^{3}m}{40×60s}$≈62.5m/s；
（2）高鐵勻速行駛，所以f=F；
由P=$\frac{W}{t}$=Fv得，f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{8800×1{0}^{3}W}{300×\frac{1}{3.6}m/s}$=10560N；
（3）列車甲若速度太快，在拐彎處會脫軌到外側(cè)，不會與另一車相撞；
列車乙若速度太快，在拐彎處向外側(cè)脫軌，會與列車甲相撞，故列車乙是超速的T195次列車．
故答案為：（1）62.5；（2）10560；（3）乙．

點(diǎn)評 本題是有關(guān)力學(xué)知識的綜合計算題目，主要考查了平均速度、功率公式的應(yīng)用，還涉及到了有關(guān)二力平衡條件的應(yīng)用，考查面廣，難度適中．