Question

2010.4.26泉州正式進入高鐵時代，如圖22為CRH2型“和諧”號動車組開始馳騁在福廈鐵路線上．動車高速列車組由5節(jié)車箱組成，最大牽引功率為4.8×10⁶W，最大行駛速度為60m/s．
（1）當該車組用最大牽引功率以最大速度在平直軌道上勻速行駛3min，通過的路程是多少？
（2）在這個過程中車組受到的阻力是多少？
（3）仔細觀察車頭的外形，請你談談這樣設計的好處．

Answer 1

解：（1）S=vt=60m/s×180s=10800m；
答：通過的路程是10800m；
（2）W=Pt=4.8×10⁶w×180s=8.64×10⁸J
F==8×10⁴N；
因車組做勻速直線運動，所受阻力等于其牽引力f=F=8×10⁴N；
答：在這個過程中車組受到的阻力是8×10⁴N；
（3）①車頭為流線型可減小高速行駛時的空氣阻力；
②車頭上部空氣流速大，下部流速小，高速行駛時可減小車頭對軌道的壓力（壓強），從而減小阻力，降低噪聲．
分析：（1）結合速度公式s=vt求解列車的行駛路程；
（2）利用公式W=Pt求解牽引力做的功，知道列車勻速直線運動時，所受阻力等于其牽引力；
（3）車頭為流線型，可以減小阻力，我們還可以從流體壓強與流速的關系來分析這樣設計的好處．
點評：本題綜合考查了速度公式、二力平衡的條件以及流體壓強與流速的關系，熟練掌握相應公式是解題的關鍵，解題過程中還要注意單位的換算．