Question

如圖所示，是CRH2型動車組，最大運營速度為200km/h．
（1）當該動車組用4800kW的牽引功率使列車以50m/s的速度勻速直線行駛時，動車組所受到的阻力f多大？
（2）該動車組的每節車廂上都配有電熱水器．若不考慮熱量的損失，在標準大氣壓下，用它把10kg、20℃的水燒開，電流至少要做多少功？若電熱水器的電功率為4.2kW，至少需要多少時間？

Answer 1

解：（1）動車組的最大牽引力為；
由于動車組做勻速直線運動，所以機車處于平衡狀態，而水平方向只有牽引力和阻力，所以f=F=9.6×10⁴N；
（2）電流做的功等于水吸收的熱量W=Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³×10×（100-20）J
=3.36×10⁶J；
燒水所需的時間為；
答：動車組所受到的阻力f為9.6×10⁴N；電流做功為3.36×10⁶J，燒水所需的時間t為800s．
分析：（1）首先要利用功率的變形式P=Fv求出水平牽引力，再根據二力平衡的條件得到阻力的大小；
（2）利用熱量的公式Q_吸=cm（t₂-t₁）和功率公式P=，在公式中代入數據求解即可．
點評：對于這類綜合題目，要靈活選擇功率公式進行求解，知道能量的轉化關系．