Question

8．溫州正式進入高鐵時代，如圖為CRH2型“和諧”號動車組開始馳騁在福廈鐵路線上．動車高速列車組由5節(jié)車箱組成，最大牽引功率為4.8×10⁶W，最大行駛速度為60m/s．

（1）當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？
（2）在這個過程中車組受到的阻力是多少？
（3）仔細觀察車頭的外形，請你談談這樣設計的好處．

Answer 1

分析 （1）車組勻速行駛時，已知時間和速度，由s=vt求路程．
（2）由P=Fv求得牽引力，勻速運動時牽引力與阻力大小相等．
（3）車頭是流線型的，可以減小阻力．并根據(jù)流體壓強知識分析．

解答 解：（1）車組以最大速度在平直軌道上勻速行駛3min，通過的路程是 s=vt=60×180m=10800m；
（2）由P=Fv得牽引力為：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.8×1{0}^{6}}{60}$=8×10⁴N
因車組勻速運動，所以所受的阻力等于其牽引力，為：f=F=8×10⁴N
（3）這樣設計的好處有：
①車頭為流線型可減小高速行駛時的空氣阻力．
②車頭上部空氣波速大，下部波速小，高速行駛時可減小車頭對軌道的壓力（壓強），從而減小阻力，降低噪聲．
答：（1）通過的路程是10800m；
（2）車組受到的阻力是8×10⁴N．
（3）這樣設計的好處有：
①車頭為流線型可減小高速行駛時的空氣阻力．
②車頭上部空氣波速大，下部波速小，高速行駛時可減小車頭對軌道的壓力（壓強），從而減小阻力，降低噪聲．

點評 解決本題的關鍵要明確汽車的運動情況，掌握力學基本規(guī)律，如勻速運動的位移公式、功率公式P=Fv．