Question

“和谐号”动车组在西安与宝鸡之间运行，与传统列车比较，国产动车组在设计上采用了许多新技术，请你阅读并解答下列问题：

车次	出发站	开车时间	到达站	到站时间	里程/km
D581	西安	06：25	宝鸡	07：40	173
1723	西安	08：12	宝鸡	10：38	173
K5	西安	13：20	宝鸡	15：33	173

（1）如图所示，车头采用流线型设计可以减少

 

；车体采用强度高、密度

 

的铝合金等材料制造，使整车质量减小，有利于列车高速运行．
（2）采用“再生制动”技术，列车速度从200km/h降到90km/h的过程中不采用机械刹车，列车由于

 

继续行驶并带动电机逆转发电，把列车的机械能转化为电能输入电网．当车速降低到90km/h时，实施机械刹车，利用刹车片与轴之间的

 

力使车速度减小直到停止．
（3）运行速度高，最高速度可达250km/h，根据下面列车时刻表可知，从西安至宝鸡乘坐D581次动车组比乘坐1723次列车节省时间

 

min；请计算D581次列车的平均速度是多少km/h？

Answer 1

分析：（1）列车高速行驶时与空气有较大摩擦力，所以在外形设计上尽量减少棱角，设计成流线型，同时也要考虑列车的重力；
（2）物体具有要保持原来运动状态不变的性质叫惯性，列车刹车后，不会立即停止运动，由于惯性会继续前进一段距离；
（3）根据D581次动车组和1723次列车开车时间和到站时间，分别计算出它们行驶的时间就可以比较得出动车组节省的时间，根据速度的计算公式可以分别计算出行驶的速度．

解答：解：（1）流线型物体在运动过程中能够减少与空气的摩擦阻力，铝合金的密度小做成列车后整车质量减小，能够减小与地面间的压力，从而减小阻力；
    （2）列车在减速后，由于惯性还会以原来的速度高速行驶一段距离，带动电机逆转发电充分利用能量．采用机械刹车时，采用增大刹车片与车轴间的压力来增大摩擦力使列车停下来，这和一般车辆的刹车原理是一样的；
    （3）①西安至宝鸡乘坐D581次动车组行驶的时间t₁=07：40-06：25=1h15min，
           1723次列车行驶的时间t₂=10：38-08：12=2h26min，
           因此乘坐D581次动车组节省时间2h26min-1h15min=1h11min=71min；
         ②从西安到宝鸡的路程为173km，D581次动车组行驶的时间1h15min=1.25h，因此平均速度V=

S

t

=

173km

1.25h

=138.4km/h．
 故答案为：（1）空气阻力、小；（2）惯性、摩擦；（3）71、138.4．

点评：①本题中时间的换算是容易出错的地方，要记住1h=60min，而不是1h=100min；②本题也和列车提速的社会热点问题紧密联系，反映了物理来源于生活服务于生活的理念．