Question

【題目】高速鐵路的廣泛應用使人們的出行更加便捷．放假期間，銘銘與家人乘坐高鐵從葫蘆島到沈陽游玩．如圖是他們乘坐的“和諧號”高鐵列車，下表是它的部分參數．（g=10N/kg）

（1）滿載的列車停在水平軌道上時，對軌道的壓強是多少?

（2）葫蘆島至沈陽的路程為270km．若列車以最高時速行駛，從葫蘆島到沈陽需要多長時間?列車從胡蘆島到沈陽實際運行1.5h，設列車在水平軌道上做勻速直線運動，所受阻力是其滿載時重力的0.01倍，此過程中牽引力的功率是多少?

（3）“和諧號”運行1km耗電1.075×108J，若這些電能全部由燃燒柴油來獲得，列車行駛1km需要消耗多少千克柴油?(q柴油=4.3×107J/kg)

Answer 1

【答案】（1）1.25×107Pa（2）5×106W（3）2.5千克

【解析】（1）滿載的列車停在水平軌道上時，對軌道的壓力：F=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N，對軌道的壓強： ；
（2）列車以最高時速行駛從葫蘆島到沈陽需要；
列車從胡蘆島到沈陽做勻速直線運動時的速度： ，因列車勻速行駛時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，列車受到的牽引力：F′=f=0.01G=0.01×107N=105N，此過程中牽引力的功率：P=F′v′=105N×50m/s=5×106W；（3）列車行駛1km需要完全燃燒柴油釋放的熱量：Q=W=1.075×108J，由Q=mq可得，所需柴油的質量： ．
答：（1）滿載的列車停在水平軌道上時，對軌道的壓強是1.25×107Pa；（2 ）若列車以最高時速行駛，從葫蘆島到沈陽需要0.75h；此過程中牽引力的功率是5×106W；（3）列車行駛1km需要消耗2.5kg的柴油．