Question

【题目】2018年日照进入高铁时代，青日连铁路的贯通，鲁南高速铁路的飞速建设。为日照人民的出行提供了便利。鲁南高速铁路，东起日照，向西经临沂、曲阜、济宁、菏泽，与河南省兰考南站接轨，全长494km，其中曲阜东至临沂北长度139km，临沂北至日照奎山站长度102km，设计行车速度为350km/h。下面是CRH380A型列车参数(g=10N/kg)：

（1）等建成通车后，一辆CRH380A从日照奎山到曲阜东站共用时42min,求该车的平均速度？

（2）在列车高速运行时，为何出现升力系数？。当列车满载静止在车站时，假设与轨道的总接触面积为0.5m2,试求此时列车对轨道的压强是多少Pa？

（3）列车在某一路段以349.2km/h的速度匀速直线运动，牵引功率为4850kw,求此时列车受到的平均阻力是多少N?

Answer 1

【答案】344km/h 7.68×106Pa 5×104N

【解析】

（1）根据题意求出日照奎山到曲阜东站的距离，再利用公式求平均速度；

（2）利用流体流速与压强的关系解释产生升力系数的原因；

根据列车的总质量求总重力，压力等于重力，再根据求压强；

（3）知道速度和功率，可以利用，求牵引力，且牵引力与阻力平衡，可得结果。

（1）日照奎山到曲阜东站提距离为：，根据得该车的平均速度：

。

（2）在列车高速运行时，由于列车是流线型，上部突起，下部平直，空气流过上表面时流速快，压强小，下部空气流速小，压强大，压强差产生压力差，故出现升力系数；

列车的总重力，即对轨道的压力为：，列车与轨道的总接触面积为0.5m2，则列车对轨道的压强是：

；

（3）列车的速度：；牵引功率为,

根据得，牵引力大小为：

，

匀速直线运动时，受力平衡，所以阻力为：。