地鐵可以緩解城市公交運輸壓力,某學(xué)校綜合實踐活動小組的同學(xué)們收集到地鐵機(jī)車和公交汽車在某段運行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
××型號 地鐵機(jī)車 |
地鐵電力機(jī)車 功率106W |
平均速度60 km/h |
牽引力5×104 N |
額定載客量500人 |
××型號 公交汽車 |
燃油熱值 4x107 J/kg |
平均速度15 km/h |
牽引力3000 N |
額定載客量40人 |
(1)甲、乙兩地鐵站相距1.8 km,地鐵運行需要消耗多少電能?
(2)若公交汽車每千米消耗燃油0.3kg,當(dāng)?shù)罔F機(jī)車和公交汽車都行駛1.8 km,地鐵機(jī)車和公交汽車的效率各是多少?
(3)根據(jù)題中獲得的信息,從物理學(xué)角度談一談地鐵作為交通工具的優(yōu)點.(寫出兩條即可)
(1)30kW·h(或1.08×108J) (2)機(jī)車效率: 83.3%汽車效率: 25%(3)①速度快(或節(jié)省運行時間);②能量轉(zhuǎn)化效率高;③乘客人均消耗能量較少(或節(jié)能);④無廢氣污染(或環(huán)保).
【解析】知道地鐵的運行速度和路程,利用速度公式求運行時間;又知道地鐵電力機(jī)車的功率,利用W=Pt求消耗的電能;求出公交汽車行駛1.8km消耗燃油,計算燃油燃燒放出的熱量(總能量),知道牽引力和移動的距離,計算出牽引力做功(有用能量),再利用效率公式求汽車效率;從節(jié)能、環(huán)保、省時等方面分析.
(1)運行時間:t = == 0.03h(或108s)
消耗電能:W = Pt = 106×10 -3kW×0.03h = 30kW·h(或1.08×108J)
(2)機(jī)車效率:η=FS/W=5×10 4 N×1.8×10 3m/1.08×108J= 83.3%
燃油放熱:Q = mq = 0.3kg/km×1.8km×4×107J/kg = 2.16×107J
汽車效率:η = = == 25%
(3)①速度快(或節(jié)省運行時間);②能量轉(zhuǎn)化效率高;③乘客人均消耗能量較少(或節(jié)能);④無廢氣污染(或環(huán)保).
科目:初中物理 來源: 題型:
××型號 地鐵機(jī)車 |
地鐵電力機(jī)車功率106W | 平均速度60km/h | 牽引力5×106N | 額定載客量500人 |
××型號 公交汽車 |
燃油熱值 4×107J/kg |
平均速度15km/h | 牽引力3000N | 額定載客量40人 |
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科目:初中物理 來源: 題型:
××型號 地鐵機(jī)車 |
地鐵電力機(jī)車 功率106W |
平均速度60km/h | 牽引力5×104 N | 額定載客量500人 |
××型號 公交汽車 |
燃油熱值 4×107 J/kg |
平均速度15km/h | 牽引力3000N | 額定載客量40人 |
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科目:初中物理 來源: 題型:
××型號地鐵機(jī)車 | 地鐵電力機(jī)車功率106W | 平均速度60km/h | 牽引力5×104N | 額定載客量500人 |
××型號公交汽車 | 燃油熱值4×107 | 平均速度15km/h | 牽引力3000N | 額定載客量40人 |
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科目:初中物理 來源: 題型:
××型號 地鐵機(jī)車 |
地鐵電力機(jī)車 功率106W |
平均速度 60km/h |
牽引力 5×100N |
額定載客量 500人 |
××型號 公交汽車 |
燃油熱值 4×107J/kg |
平均速度 15km/h |
牽引力3000N | 額定載客量 40人 |
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科目:初中物理 來源: 題型:
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