Question

磁悬浮列车是一种新型交通工具，如图所示，列车受到磁力作用而浮起，使列车与轨道间的摩擦力减小到零，上海磁悬浮列车线路长是30km，单向运行时间440s．
（1）求列车单向运行的平均速度是多少？
（2）假设一节车厢总质量是20t，磁悬浮列车行驶时，强大的磁力使车厢匀速上升10mm，求上升过程中磁力对该车厢做的功是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知上海磁悬浮列车线路长和单向运行时间，根据公式可求平均速度．
（2）根据二力平衡的条件可知，磁力等于车厢的重力，根据公式W=Gh可求磁力对该车厢做的功．
解答：解：（1）总路程S=30km=30000m，
列车单向运行的平均速度是．
答：列车单向运行的平均速度是68m/s．
（2）磁力等于车厢的重力F=G=mg=20000kg×10N/kg=200000N，
上升高度h=10mm=0.01m，
磁力对该车厢做的功W=Gh=200000N×0.01m=2000J．
答：磁力对该车厢做的功是2000J．
点评：本题考查平均速度和做功的计算以及单位的换算，关键是公式的应用，知道要求平均速度先求总路程和总时间，知道磁力等于车厢的重力，还要知道做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离．