题目内容
【题目】阅读短文,回答问题。
2018 年 12 月 9 日,“复兴号”中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权并达到了世界先进水平的中国标准动车组。它全面采用了自动化设计,其车头(“飞龙”)被设计成修长的流线型,可谓颜值爆表,试验速度可达时速 400 公里以上。
“复兴号”轨道采用无砟轨道(砟:是岩石、煤等碎片的意思),普通铁路上常见的枕木被混凝土取代,枕木下的小石头也不见了,而是直接将铁轨铺在一个高强度的混凝土板上。对于有砟轨道,当列车运行时速达到 250 公里时,那些碎石子就会被掀起来,给列车造成极大的危险。
(1)“复兴号”采用了流线型车头,不仅美观还可以_______;高速行驶时车头对地面的压力_______ ,摩擦力_______;(后两空均选填“增大”或“减小”)
(2)将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的_______,从而减小对路基的_______;
(3)请你用所学物理知识分析,列车快速行驶过有砟轨道时,那些碎石子会被掀起来的原因:______。
【答案】减小阻力 减小 减小 受力面积 压强 列车快速行驶过有砟轨道时,路基石子上方的空气流速变大,压强变小,使石子上方的压强小于下方的压强,因此石子会被掀起
【解析】
(1)[1]“复兴号”采用了流线型车头,可以减小空气阻力。
[2][3]高速行驶时车头表面的气体流速比车头底部的气体流速大,压强较小,车头底部的压强较大,会产生一个向上的力,根据受力平衡可知,地面对车头的支持力会变小,力的作用是相互的,那么车头对地面的压力会变小,这个压力变小,那么摩擦力也会变小。
(2)[4][5]将铁轨铺在枕木上,是为了增大路基的受力面积,根据可知,在压力一定时,路基受到的压强会变小。
(3)[6]流体流速大,压强小。列车快速行驶过有砟轨道时,路基石子上方的空气流速变大,压强变小,使石子上方的压强小于下方的压强,会产生一个向上的升力,因此石子会被掀起。