Question

高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷．放假期间，铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩．如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车，下表是它的部分参数．（g=10N/kg）

满载时总质量	1000t
车轮与铁轨接触总面积	0．8m^2
最高时速	360km/h

（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少?

（2）葫芦岛至沈阳的路程为270km．若列车以最高时速行驶，从葫芦岛到沈阳需要多长时间?列车从胡芦岛到沈阳实际运行1．5h，设列车在水平轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0．01倍，此过程中牵引力的功率是多少?

（3）“和谐号”运行1km耗电1．075×10⁸J，若这些电能全部由燃烧柴油来获得，列车行驶1km需要消耗多少千克柴油?（q_柴油=4．3×10⁷J/kg）

Answer

（1）1．25×107Pa；（2）5×106W；（3）2．5kg

【解析】

试题分析：（1）列车停放时，对水平轨道的压力等于重力为F=G=mg=106kg×10N/kg=107N，列车对轨道的压强为p=F/S=107N/0．8m2=1．25×107Pa；（2）列车以最速行驶的时间t=s/v=270km/（360km/h）=0．75h，当列车匀速运动时，牵引力等于阻力F=f=0．01G=0．01×107N=105N，牵引力做的功为W=Fs=105N×2．7×105m=2．7×1010J，所以牵引力的功率为P=W/t=2．7×1010J/（1．5×3600s）=5×106W；（3）列车行驶1km需要的热量为Q放=W=1．075×108J，所以需要燃料的质量为m=Q放/q=1．075×108J/（4．3×107J/kg）=2．5kg。

【考点定位】功和功率的计算