Question

如图所示，是CRH2型动车组，最大运营速度为200km/h．
（1）当该动车组用4800kW的牵引功率使列车以50m/s的速度匀速直线行驶时，动车组所受到的阻力f多大？
（2）该动车组的每节车厢上都配有电热水器．若不考虑热量的损失，在标准大气压下，用它把10kg、20℃的水烧开，电流至少要做多少功？若电热水器的电功率为4.2kW，至少需要多少时间？

Answer 1

分析：（1）首先要利用功率的变形式P=Fv求出水平牵引力，再根据二力平衡的条件得到阻力的大小；
（2）利用热量的公式Q_吸=cm（t₂-t₁）和功率公式P=

W

t

，在公式中代入数据求解即可．

解答：解：（1）动车组的最大牵引力为F=

P

v

=

4.8×106

50

N=9.6×104N；
由于动车组做匀速直线运动，所以机车处于平衡状态，而水平方向只有牵引力和阻力，所以f=F=9.6×10⁴N；
（2）电流做的功等于水吸收的热量W=Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³×10×（100-20）J
=3.36×10⁶J；
烧水所需的时间为t=

W

P

=

3.36×106J

4.2×103W

=800s；
答：动车组所受到的阻力f为9.6×10⁴N；电流做功为3.36×10⁶J，烧水所需的时间t为800s．

点评：对于这类综合题目，要灵活选择功率公式进行求解，知道能量的转化关系．