Question

【題目】2018年日照進入高鐵時代，青日連鐵路的貫通，魯南高速鐵路的飛速建設。為日照人民的出行提供了便利。魯南高速鐵路，東起日照，向西經臨沂、曲阜、濟寧、菏澤，與河南省蘭考南站接軌，全長494km，其中曲阜東至臨沂北長度139km，臨沂北至日照奎山站長度102km，設計行車速度為350km/h。下面是CRH380A型列車參數(g=10N/kg)：

（1）等建成通車后，一輛CRH380A從日照奎山到曲阜東站共用時42min,求該車的平均速度？

（2）在列車高速運行時，為何出現升力系數？。當列車滿載靜止在車站時，假設與軌道的總接觸面積為0.5m2,試求此時列車對軌道的壓強是多少Pa？

（3）列車在某一路段以349.2km/h的速度勻速直線運動，牽引功率為4850kw,求此時列車受到的平均阻力是多少N?

Answer 1

【答案】344km/h 7.68×106Pa 5×104N

【解析】

（1）根據題意求出日照奎山到曲阜東站的距離，再利用公式求平均速度；

（2）利用流體流速與壓強的關系解釋產生升力系數的原因；

根據列車的總質量求總重力，壓力等于重力，再根據求壓強；

（3）知道速度和功率，可以利用，求牽引力，且牽引力與阻力平衡，可得結果。

（1）日照奎山到曲阜東站提距離為：，根據得該車的平均速度：

。

（2）在列車高速運行時，由于列車是流線型，上部突起，下部平直，空氣流過上表面時流速快，壓強小，下部空氣流速小，壓強大，壓強差產生壓力差，故出現升力系數；

列車的總重力，即對軌道的壓力為：，列車與軌道的總接觸面積為0.5m2，則列車對軌道的壓強是：

；

（3）列車的速度：；牽引功率為,

根據得，牽引力大小為：

，

勻速直線運動時，受力平衡，所以阻力為：。