Question

8．溫州正式進(jìn)入高鐵時(shí)代，如圖為CRH2型“和諧”號(hào)動(dòng)車(chē)組開(kāi)始馳騁在福廈鐵路線上．動(dòng)車(chē)高速列車(chē)組由5節(jié)車(chē)箱組成，最大牽引功率為4.8×10⁶W，最大行駛速度為60m/s．

（1）當(dāng)該車(chē)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(guò)的路程是多少？
（2）在這個(gè)過(guò)程中車(chē)組受到的阻力是多少？
（3）仔細(xì)觀察車(chē)頭的外形，請(qǐng)你談?wù)勥@樣設(shè)計(jì)的好處．

Answer 1

分析 （1）車(chē)組勻速行駛時(shí)，已知時(shí)間和速度，由s=vt求路程．
（2）由P=Fv求得牽引力，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力與阻力大小相等．
（3）車(chē)頭是流線型的，可以減小阻力．并根據(jù)流體壓強(qiáng)知識(shí)分析．

解答 解：（1）車(chē)組以最大速度在平直軌道上勻速行駛3min，通過(guò)的路程是 s=vt=60×180m=10800m；
（2）由P=Fv得牽引力為：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.8×1{0}^{6}}{60}$=8×10⁴N
因車(chē)組勻速運(yùn)動(dòng)，所以所受的阻力等于其牽引力，為：f=F=8×10⁴N
（3）這樣設(shè)計(jì)的好處有：
①車(chē)頭為流線型可減小高速行駛時(shí)的空氣阻力．
②車(chē)頭上部空氣波速大，下部波速小，高速行駛時(shí)可減小車(chē)頭對(duì)軌道的壓力（壓強(qiáng)），從而減小阻力，降低噪聲．
答：（1）通過(guò)的路程是10800m；
（2）車(chē)組受到的阻力是8×10⁴N．
（3）這樣設(shè)計(jì)的好處有：
①車(chē)頭為流線型可減小高速行駛時(shí)的空氣阻力．
②車(chē)頭上部空氣波速大，下部波速小，高速行駛時(shí)可減小車(chē)頭對(duì)軌道的壓力（壓強(qiáng)），從而減小阻力，降低噪聲．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要明確汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，掌握力學(xué)基本規(guī)律，如勻速運(yùn)動(dòng)的位移公式、功率公式P=Fv．