Question

8．中国的高铁技术在世界上处于领先地位，乌鲁木齐将开通到北京的高速列车．
（1）高速运行的列车必须关紧门窗，此时车窗玻璃受到空气对它的压力差指向车外（选填“车外”或“车内”．）当列车在平直的铁轨上匀速运动时，车厢中的一乘客相对于车厢竖直向上跳起，他能（选填“能”或“不能”）落在车厢的起跳点．
（2）某高速列车以300km/h的速度在水平铁轨上匀速行驶中，突遇紧急情况立即刹车，刹车后列车以120km/h的平均速度运行4km后停止．列车停止2min后又以120km/h的平均速度行驶4km后恢复到原来的速度，则由于紧急情况的发生所耽误的时间为264s．
（3）一节高度为H，重为G的车厢停在水平铁轨上，铁轨宽度为L，若垂直吹向车厢侧面的水平风力可等效作用在车厢的中部，则风力至少为$\frac{GL}{H}$才能把车厢吹倒．（车厢看做长方体，其重心在几何中心上．）

Answer 1

分析 （1）流体流动速度大的位置，压强小；惯性是物体固有的属性，一切物体在任何情况下都有惯性．
（2）利用速度公式分析．
（3）根据杠杆的平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，其公式为：F₁L₁=F₂L₂分析求解即可．

解答 解：（1）高速运行的列必须关紧门窗．此时车窗玻璃外空气流动速度大，压强小，因此受到空气对它的压力差指向车外；
列车匀速直线运动时，人从车厢地板上竖直向上跳起时，由于惯性仍然保持与列车相同的运动速度和运动方向，所以会落回原处．
（2）以120km/h的平均速度运行时间为t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4km+4km}{120km/h}$=$\frac{8}{120}$h=240s，这段距离内所有总时间为240s+120s=360s；
若列车以300km/h的速度行驶所用时间为t′=$\frac{s}{v′}$=$\frac{8km}{300km/h}$=$\frac{8}{300}$=96s，
所以，紧急情况的发生所耽误的时间为：360s-96s=264s；
（3）根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：
G$\frac{L}{2}$=F$\frac{H}{2}$，
则推力F=$\frac{GL}{H}$；
故答案为：（1）车外；能；（2）264；（3）$\frac{GL}{H}$．

点评 本题是一道综合题，主要包括：流体压强特点、惯性、速度公式的应用、杠杆平衡条件的应用等，同时锻炼学生数据处理能力以及应用知识解决问题的实际应用能力等．