Question

【题目】高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷．放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩．如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数．（g=10N/kg）

（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少?

（2）葫芦岛至沈阳的路程为270km．若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要多长时间?列车从胡芦岛到沈阳实际运行1.5h，设列车在水平轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0.01倍，此过程中牵引力的功率是多少?

（3）“和谐号”运行1km耗电1.075×108J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶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）2.5千克

【解析】（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力：F=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N，对轨道的压强： ；
（2）列车以最高时速行驶从葫芦岛到沈阳需要；
列车从胡芦岛到沈阳做匀速直线运动时的速度： ，因列车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，列车受到的牵引力：F′=f=0.01G=0.01×107N=105N，此过程中牵引力的功率：P=F′v′=105N×50m/s=5×106W；（3）列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热量：Q=W=1.075×108J，由Q=mq可得，所需柴油的质量： ．
答：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是1.25×107Pa；（2 ）若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要0.75h；此过程中牵引力的功率是5×106W；（3）列车行驶1km需要消耗2.5kg的柴油．