Question

9．地鐵是深圳公共交通的主力軍，極大地方便了人們的出行．
（1）地鐵站內的很多場景都應用到了很多的物理知識，請用力學到的物理知識解釋．
①場景：列車剎車時，仍繼續向前運動一段距離：
解釋：列車具有慣性
②場景：地鐵列車上的逃生錘前端做得很尖：
解釋：在壓力一定時，減小受力面積增大壓強
③場景：地鐵車廂內的欄桿和吊環上有凹凸的花紋：
解釋：在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力
④場景：地鐵站臺上有一條黃色的安全線，提醒乘客候車時不能靠近：
解釋：列車經過時，空氣流速加快，壓強減小，形成向列車一側的壓強差，容易發生危險
（2）為了節約能源，地鐵站臺前后的軌道都有一個小坡度，請從能量的角度說明這種設計的理由．
停車上坡段：動能轉化為重力勢能．
啟動下坡段：重力勢能轉化為動能．

Answer 1

分析 （1）分別從慣性、增大壓強的方法、增大摩擦力的方法、流體壓強與流速的關系角度對題干中的場景做出解釋；
（2）動能的影響因素是質量和速度，重力勢能的影響因素是質量和高度．從節能的角度可對地鐵站臺的設計做出解釋．

解答 解：（1）①場景：列車剎車時，仍繼續向前運動一段距離：
解釋：這主要是由于列車具有慣性，仍要保持原來的運動狀態；
②場景：地鐵列車上的逃生錘前端做得很尖：
解釋：可以在壓力一定時，減小受力面積增大壓強，容易把玻璃擊碎；
③場景：地鐵車廂內的欄桿和吊環上有凹凸的花紋：
解釋：這是在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力；
④場景：地鐵站臺上有一條黃色的安全線，提醒乘客候車時不能靠近：
解釋：這是因為列車經過時，空氣流速加快，壓強減小，形成向列車一側的壓強差，容易發生危險，所以乘客候車時不能靠近安全線．
（2）地鐵站臺前后的軌道都有一個小坡度，當列車進站停車時先經過上坡段，列車的速度減小，高度增大，動能轉化為重力勢能；
啟動時，經過下坡段，列車的高度降低，速度增大，重力勢能轉化為動能．
故答案為：（1）①列車具有慣性；
②在壓力一定時，減小受力面積增大壓強；
③在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力；
④列車經過時，空氣流速加快，壓強減小，形成向列車一側的壓強差，容易發生危險．
（2）動能；重力勢能；重力勢能；動能．

點評 本題以地鐵和地鐵站為背景，考查了力學相關的多個知識點，體現了物理在生活中的聯系，綜合性強，是一道好題．