Question

“和諧號”動車組在西安與寶雞之間運行，與傳統列車比較，國產動車組在設計上采用了許多新技術，請你閱讀并解答下列問題：

車次	出發站	開車時間	到達站	到站時間	里程/km
D581	西安	06：25	寶雞	07：40	173
1723	西安	08：12	寶雞	10：38	173
K5	西安	13：20	寶雞	15：33	173

（1）如圖所示，車頭采用流線型設計可以減少______；車體采用強度高、密度______的鋁合金等材料制造，使整車質量減小，有利于列車高速運行．
（2）采用“再生制動”技術，列車速度從200km/h降到90km/h的過程中不采用機械剎車，列車由于______繼續行駛并帶動電機逆轉發電，把列車的機械能轉化為電能輸入電網．當車速降低到90km/h時，實施機械剎車，利用剎車片與軸之間的______力使車速度減小直到停止．
（3）運行速度高，最高速度可達250km/h，根據下面列車時刻表可知，從西安至寶雞乘坐D581次動車組比乘坐1723次列車節省時間______min；請計算D581次列車的平均速度是多少km/h？

Answer 1

【答案】分析：（1）列車高速行駛時與空氣有較大摩擦力，所以在外形設計上盡量減少棱角，設計成流線型，同時也要考慮列車的重力；
（2）物體具有要保持原來運動狀態不變的性質叫慣性，列車剎車后，不會立即停止運動，由于慣性會繼續前進一段距離；
（3）根據D581次動車組和1723次列車開車時間和到站時間，分別計算出它們行駛的時間就可以比較得出動車組節省的時間，根據速度的計算公式可以分別計算出行駛的速度．
解答：解：（1）流線型物體在運動過程中能夠減少與空氣的摩擦阻力，鋁合金的密度小做成列車后整車質量減小，能夠減小與地面間的壓力，從而減小阻力；
    （2）列車在減速后，由于慣性還會以原來的速度高速行駛一段距離，帶動電機逆轉發電充分利用能量．采用機械剎車時，采用增大剎車片與車軸間的壓力來增大摩擦力使列車停下來，這和一般車輛的剎車原理是一樣的；
    （3）①西安至寶雞乘坐D581次動車組行駛的時間t₁=07：40-06：25=1h15min，
           1723次列車行駛的時間t₂=10：38-08：12=2h26min，
           因此乘坐D581次動車組節省時間2h26min-1h15min=1h11min=71min；
         ②從西安到寶雞的路程為173km，D581次動車組行駛的時間1h15min=1.25h，因此平均速度V===138.4km/h．
 故答案為：（1）空氣阻力、小；（2）慣性、摩擦；（3）71、138.4．
點評：①本題中時間的換算是容易出錯的地方，要記住1h=60min，而不是1h=100min；②本題也和列車提速的社會熱點問題緊密聯系，反映了物理來源于生活服務于生活的理念．