Question

2010年4月26日，新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在福厦铁路线上，从而闽西南形成“一小时经济圈”，福厦间各设区市的“2小时交通圈”。如图所示的动车组由5节车箱组成，车组总功率为6000kW，最大牵引功率为4800kW，最大行驶速度为250km/h。
（1）当该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶3min，通过的路程是多少？在这个过程中车组受到的阻力是多少？
（2）为保证车组正常行驶，每节车箱上供乘客饮水用的电热水器耗电功率不能超过2800W。一节车箱内的电热水器5min最多可产生多少热量？如果热效率为80%，问这些热量可以使多少千克的矿泉水温度从20℃升高到50℃？（c_水=4.2×10³J／（kg·℃））
（3）仔细观察车头的外形，请你谈谈这样设计的好处。

Answer 1

解：
（1） S=vt = 250km/h×3/60 h=12.5km=1.25×10⁴m
W= Pt = 4.8×10⁶W×3×60s= 8.64×10⁸J
F= ==6.912×10⁴N
（2）Q = I²Rt = pt = 2800W×5×60s = 8.4×10⁵J
Q_吸= Q×80% = 8.4×10⁵J×80% = 6.72×10⁵J
m = ==5.3kg
（3）答：
A. 车头为流线型，可减小行驶时的空气阻力
B. 高速行驶时，车上方空气流速大于下方，可减小车头对轨道的压力（压强），从而减小阻力，降低噪声