题目内容
【题目】2015年9月1日沈丹高铁建成通车。丹东和沈阳一小时经济圈成为现实。五一放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从丹东到沈阳游玩．如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数．
满载时总质量 | 1000t |
车轮与铁轨接触总面积 | 0.8m2 |
最高时速 | 360km/h |
（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少?
（2）丹东至沈阳站的高铁全长约240km．若列车以最高时速在水平轨道上匀速行驶，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kg柴油 ?(q柴油=4.3×107J/kg)
【答案】（1）1.25×107Pa （2）107W （3）2.5kg
【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：p=F/S=107N/0.8m2=1.25×107Pa；
（2）列车以最高时速在水平轨道上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，列车的牵引力：F′=f=0.01G=0.01×107N=105N，
列车匀速行驶的速度：v=360km/h=100m/s，
此过程中牵引力的功率：P=F′v=105N×100m/s=107W；
（3）根据题意可知，完全燃烧柴油获得的热量：Q放=W=1.075×108J，
由Q放=mq可得，列车行驶1km需要消耗柴油的质量：
m′=Q放/q=1.075×108J/4.3×107J/kg=2.5kg．
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