Question

【題目】高速鐵路的廣泛應(yīng)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(yáng)游玩．如圖是他們乘坐的“和諧號(hào)”高鐵列車(chē)，下表是它的部分參數(shù)．（g=10N/kg）

（1）滿(mǎn)載的列車(chē)停在水平軌道上時(shí)，對(duì)軌道的壓強(qiáng)是多少?

（2）葫蘆島至沈陽(yáng)的路程為270km．若列車(chē)以最高時(shí)速行駛，從葫蘆島到沈陽(yáng)需要多長(zhǎng)時(shí)間?列車(chē)從胡蘆島到沈陽(yáng)實(shí)際運(yùn)行1.5h，設(shè)列車(chē)在水平軌道上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力是其滿(mǎn)載時(shí)重力的0.01倍，此過(guò)程中牽引力的功率是多少?

（3）“和諧號(hào)”運(yùn)行1km耗電1.075×108J，若這些電能全部由燃燒柴油來(lái)獲得，列車(chē)行駛1km需要消耗多少千克柴油?(q柴油=4.3×107J/kg)

Answer 1

【答案】（1）1.25×107Pa（2）5×106W（3）2.5千克

【解析】（1）滿(mǎn)載的列車(chē)停在水平軌道上時(shí)，對(duì)軌道的壓力：F=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N，對(duì)軌道的壓強(qiáng)： ；
（2）列車(chē)以最高時(shí)速行駛從葫蘆島到沈陽(yáng)需要；
列車(chē)從胡蘆島到沈陽(yáng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度： ，因列車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，列車(chē)受到的牽引力：F′=f=0.01G=0.01×107N=105N，此過(guò)程中牽引力的功率：P=F′v′=105N×50m/s=5×106W；（3）列車(chē)行駛1km需要完全燃燒柴油釋放的熱量：Q=W=1.075×108J，由Q=mq可得，所需柴油的質(zhì)量： ．
答：（1）滿(mǎn)載的列車(chē)停在水平軌道上時(shí)，對(duì)軌道的壓強(qiáng)是1.25×107Pa；（2 ）若列車(chē)以最高時(shí)速行駛，從葫蘆島到沈陽(yáng)需要0.75h；此過(guò)程中牽引力的功率是5×106W；（3）列車(chē)行駛1km需要消耗2.5kg的柴油．