Question

16．2015年7月31日，長沙至重慶的高鐵開始運營，為長沙人民出行帶來了方便．高速鐵路是一種安全舒適、低碳環(huán)保的運輸方式，行駛在高速鐵路上的列車稱為動車，動車使用電動機提供動力，額定電壓為2.5×10⁴V．一列以250km/h速度行駛的動車消耗的電功率為5000kW．
（1）高速列車進站速度要比普通列車大一些，為避免候車乘客被“吸”向列車的事故發(fā)生，站臺上的安全線與列車的距離也要更大些．這是因為列車進站時車體附近氣流速度變大，壓強變小（選填“大”或“小”）．
（2）已知某鐵路線路長度約為500km，如果動車以250km/h的速度勻速行駛，消耗的電能為10000kW•h；
（3）若火車的速度增加0.5倍，它受到的阻力變?yōu)樵瓉淼膬杀叮ê�摩擦力），則火車勻速行駛時的功率應(yīng)該變?yōu)?400kW．

Answer 1

分析 （1）流體流速越大的地方，壓強越��；
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出時間，再根據(jù)W=Pt求出消耗電能多少；
（4）算出增大后的速度，和增大后的摩擦力，根據(jù)P=Fv算出功率．

解答 解：（1）動車快速經(jīng)過時，在動車和人體中間的空氣流速非常快，中間的壓強非常小，車輛和行人的前后面會產(chǎn)生一個非常大的壓強差，會將人和車輛壓入到動車下面造成事故，所以高速鐵路兩邊留有很寬的隔離帶，禁止行人車輛靠近．
（2）因為v=$\frac{s}{t}$所以行駛時間t=$\frac{s}{v}$=$\frac{500km}{250km/h}$=2h，
動車消耗的電能：W=Pt=5000kW×2h=10000kW•h；
（3）增大后的速度：v′=250m/s×（1+0.5）=375m/s；
因為P=Fv
所以動車提速前受到的阻力f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{5000000W}{\frac{250}{3.6}m/s}$=72000N；
提速后的阻力f′=2f=2×72000N=144000N；
因為勻速行駛，所以F′=f′=144000N；
提速后火車勻速行駛時的功率應(yīng)該變?yōu)椋?br />P′=F′v′=144000N×375m/s=5400000W=5400kW．
故答案為：（1）��；（2）10000；（3）5400．

點評 此題主要考查的是學生對流體壓強和流速的關(guān)系、電能、電功率計算公式的理解和掌握，特別是第三問難度很大．