Question

2007年4月18日“和諧號(hào)”動(dòng)車組開(kāi)始在西安與寶雞之間運(yùn)行，與傳統(tǒng)列車比較，國(guó)產(chǎn)動(dòng)車組在設(shè)計(jì)上采用了許多新技術(shù)，請(qǐng)你閱讀并解答下列問(wèn)題：
（1）如圖所示，車頭采用流線型設(shè)計(jì)可以減少

空氣阻力

；車體采用強(qiáng)度高、密度

小

的鋁合金等材料制造，使整車質(zhì)量減小，有利于列車高速運(yùn)行．
（2）采用“再生制動(dòng)”技術(shù)，列車速度從200km/h降到90km/h的過(guò)程中不采用機(jī)械剎車，列車由于

慣性

繼續(xù)行駛并帶動(dòng)電機(jī)逆轉(zhuǎn)發(fā)電，把列車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸入電網(wǎng)．當(dāng)車速降低到90km/h時(shí)，實(shí)施機(jī)械剎車，利用剎車片與軸之間的

摩擦

力使車速度減小直到停止．
（3）運(yùn)行速度高，最高速度可達(dá)250km/h，根據(jù)下面列車時(shí)刻表可知，從西安至寶雞乘坐D581次動(dòng)車組比乘坐1723次列車節(jié)省時(shí)間

71

min；D581次列車的平均速度是

138.4

km/h．   

車次	出發(fā)站	開(kāi)車時(shí)間	到達(dá)站	到站時(shí)間	里程/km
D581	西安	06：25	寶雞	07：40	173
1723	西安	08：12	寶雞	10：38	173
K5	西安	13：20	寶雞	15：33	173

Answer 1

分析：（1）列車高速行駛時(shí)與空氣有較大摩擦力，所以在外形設(shè)計(jì)上盡量減少棱角，設(shè)計(jì)成流線型，同時(shí)也要考慮列車的重力；
（2）物體具有要保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，列車剎車后，不會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng)，由于慣性會(huì)繼續(xù)前進(jìn)一段距離；
（3）根據(jù)D581次動(dòng)車組和1723次列車開(kāi)車時(shí)間和到站時(shí)間，分別計(jì)算出它們行駛的時(shí)間就可以比較得出動(dòng)車組節(jié)省的時(shí)間，根據(jù)速度的計(jì)算公式可以分別計(jì)算出行駛的速度．

解答：解：（1）流線型物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠減少與空氣的摩擦阻力，鋁合金的密度小做成列車后整車質(zhì)量減小，能夠減小與地面間的壓力，從而減小阻力；
（2）列車在減速后，由于慣性還會(huì)以原來(lái)的速度高速行駛一段距離，帶動(dòng)電機(jī)逆轉(zhuǎn)發(fā)電充分利用能量．采用機(jī)械剎車時(shí)，采用增大剎車片與車軸間的壓力來(lái)增大摩擦力使列車停下來(lái)，這和一般車輛的剎車原理是一樣的；
（3）①西安至寶雞乘坐D581次動(dòng)車組行駛的時(shí)間t₁=07：40-06：25=1h15min，
 1723次列車行駛的時(shí)間t₂=10：38-08：12=2h26min，
因此乘坐D581次動(dòng)車組節(jié)省時(shí)間2h26min-1h15min=1h11min=71min；
②從西安到寶雞的路程為173km，D581次動(dòng)車組行駛的時(shí)間1h15min=1.25h，
因此平均速度V=

S

t

=

173km

1.25h

=138.4km/h．
 故答案為：（1）空氣阻力；��；（2）慣性；摩擦；（3）71；138.4．

點(diǎn)評(píng)：①本題中時(shí)間的換算是容易出錯(cuò)的地方，要記住1h=60min，而不是1h=100min；②本題也和列車提速的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題緊密聯(lián)系，反映了物理來(lái)源于生活服務(wù)于生活的理念．