Question

【題目】高速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）

滿載時總質量	1000t
車輪與鐵軌接觸總面積	0.8m2
最高時速	360km/h

（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270m。若列車以最高時速行駛，從葫蘆島到沈陽需要多長時間？

（3）列車從葫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？

Answer 1

【答案】（1）1.25×107Pa；（2）0.75h；（3）5×106W

【解析】

（1）．滿載的列車停在水平軌道上時，對軌道的壓力是：
F=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N.

對軌道的壓強是：
=1.25×107Pa；

（2）．列車以最高時速行駛從葫蘆島到沈陽需要時間是：
=0.75h

（3）．列車從葫蘆島到沈陽做勻速直線運動時的速度是：
=180km/h=50m/s

由于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，列車受到的牽引力是：
F'=f=0.01G=0.01×107N=105N，
此過程中牽引力的功率是：
P=F'v'=105N×50m/s=5×106W。

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）．列車以最高時速行駛，從葫蘆島到沈陽需要的時間是0.75h；

（3）．列車從葫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5×106W。