Question

京滬高鐵上運行的CRH380B型動車組（如圖所示）采用4動4拖的編組方式，最大運營行駛速度可達360km/h．
（1）該動車組以最大運營行駛速度在平直軌道上勻速行駛3min，通過的路程是多少？
（2）假設(shè)在上述過程中動車組受到的牽引力為9×10⁴N，求在上述過程中牽引力做的功及功率．
（3）在這個過程中動車組受到的阻力是多大？
（4）根據(jù)所學(xué)物理知識，解釋鐵軌鋪設(shè)在枕木上的原因？

Answer 1

分析：（1）知道行駛速度和時間，根據(jù)公式v=

s

t

求出路程；
（2）知道牽引力和行駛距離，根據(jù)公式W=Fs求出牽引力做的功，再根據(jù)公式P=

W

t

求出功率；
（3）因為是勻速行駛，所以動車組受的牽引力和阻力是平衡力，大小相等；
（4）壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關(guān)．減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強；在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強．

解答：解：（1）時間t=3min=

1

20

h=180s，
∵v=

s

t

，
∴通過的路程：
s=vt=360km/h×

1

20

h=18km=1.8×10⁴m；
（2）牽引力做的功：
W=Fs=9×10⁴N×1.8×10⁴m=1.62×10⁹J；
功率：P=

W

t

=

1.62×109J

180s

=9×10⁶W；
（3）因為是勻速行駛，所以動車組受的牽引力和阻力是平衡力，大小相等，動車組受到的阻力是f=F=9×10⁴N；
（4）鐵路的鐵軌不直接鋪設(shè)在路基上，而是鋪設(shè)在枕木上，在壓力一定時，可以增大受力面積來減小鐵軌對路基的壓強，保護路基．
答：（1）通過的路程是18km；
（2）牽引力做的功為1.62×10⁹J；功率為9×10⁶W；
（4）鐵路的鐵軌不直接鋪設(shè)在路基上，而是鋪設(shè)在枕木上，在壓力一定時，可以增大受力面積來減小鐵軌對路基的壓強，保護路基．

點評：此題主要考查的是學(xué)生對速度、功、功率的計算、二力平衡知識、減小壓強的方法的理解和掌握，綜合性較強，基礎(chǔ)性題目．