Question

京沪高铁上运行的CRH380B型动车组（如图所示）采用4动4拖的编组方式，最大运营行驶速度可达360km/h．
（1）该动车组以最大运营行驶速度在平直轨道上匀速行驶3min，通过的路程是多少？
（2）假设在上述过程中动车组受到的牵引力为9×10⁴N，求在上述过程中牵引力做的功及功率．
（3）在这个过程中动车组受到的阻力是多大？
（4）根据所学物理知识，解释铁轨铺设在枕木上的原因？

Answer 1

分析：（1）知道行驶速度和时间，根据公式v=

s

t

求出路程；
（2）知道牵引力和行驶距离，根据公式W=Fs求出牵引力做的功，再根据公式P=

W

t

求出功率；
（3）因为是匀速行驶，所以动车组受的牵引力和阻力是平衡力，大小相等；
（4）压强大小跟压力大小和受力面积大小有关．减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力来减小压强．

解答：解：（1）时间t=3min=

1

20

h=180s，
∵v=

s

t

，
∴通过的路程：
s=vt=360km/h×

1

20

h=18km=1.8×10⁴m；
（2）牵引力做的功：
W=Fs=9×10⁴N×1.8×10⁴m=1.62×10⁹J；
功率：P=

W

t

=

1.62×109J

180s

=9×10⁶W；
（3）因为是匀速行驶，所以动车组受的牵引力和阻力是平衡力，大小相等，动车组受到的阻力是f=F=9×10⁴N；
（4）铁路的铁轨不直接铺设在路基上，而是铺设在枕木上，在压力一定时，可以增大受力面积来减小铁轨对路基的压强，保护路基．
答：（1）通过的路程是18km；
（2）牵引力做的功为1.62×10⁹J；功率为9×10⁶W；
（4）铁路的铁轨不直接铺设在路基上，而是铺设在枕木上，在压力一定时，可以增大受力面积来减小铁轨对路基的压强，保护路基．

点评：此题主要考查的是学生对速度、功、功率的计算、二力平衡知识、减小压强的方法的理解和掌握，综合性较强，基础性题目．