题目内容

【题目】如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小坡度,电车进站时要上坡,出站时要下坡.如果电车到达a点时速度是25.2km/h,此后便切断电动机的电源.已知电车的质量为20t,重力加速度取10m/s2

(1)若不考虑电车所受的摩擦力,电车能冲上多高的站台;
(2)若站台bc的坡高为2m,电车恰好冲上此站台,求此过程中,电车克服摩擦力做了多少功;
(3)请你说说站台做成这样一个小坡有什么好处?

【答案】
(1)解:电车初速度为v1=25.2km/h=7m/s,取a点所在的水平面为重力势能零参考面,那么,电车冲上高台的过程只受重力做功,故根据机械能守恒定律可得: ;所以,


(2)解:对电车冲上高台的过程应用动能定理得: ,其中WG=﹣mgh,v2=0;

解得 ;即


(3)解:进站前切断电源,机车凭惯性上坡,动能转化成重力势能储存起来,出站下坡重力势能转化成动能,节省了能源


【解析】(1)根据电车冲上高台的过程只受重力做功,机械能守恒求解;(2)对电车冲上高台的过程应用动能定理求解.

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