Question

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

滿載時總質量	1000t
車輪與鐵軌接觸總面積	0．8m2
最高時速	360km/h

（1）滿載的列車停在水平軌道上時，對軌道的壓強是多少?

（2）葫蘆島至沈陽的路程為270km．若列車以最高時速行駛，從葫蘆島到沈陽需要多長時間?列車從胡蘆島到沈陽實際運行1．5h，設列車在水平軌道上做勻速直線運動，所受阻力是其滿載時重力的0．01倍，此過程中牽引力的功率是多少?

（3）“和諧號”運行1km耗電1．075×108J，若這些電能全部由燃燒柴油來獲得，列車行駛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）2．5kg

【解析】

試題分析：（1）列車停放時，對水平軌道的壓力等于重力為F=G=mg=106kg×10N/kg=107N，列車對軌道的壓強為p=F/S=107N/0．8m2=1．25×107Pa；（2）列車以最速行駛的時間t=s/v=270km/（360km/h）=0．75h，當列車勻速運動時，牽引力等于阻力F=f=0．01G=0．01×107N=105N，牽引力做的功為W=Fs=105N×2．7×105m=2．7×1010J，所以牽引力的功率為P=W/t=2．7×1010J/（1．5×3600s）=5×106W；（3）列車行駛1km需要的熱量為Q放=W=1．075×108J，所以需要燃料的質量為m=Q放/q=1．075×108J/（4．3×107J/kg）=2．5kg。