Question

17．如图所示一列长200m的火车，以72km/h的速度匀速进入长为2km的隧洞，火车从车头开始进入隧道到车尾离开隧洞所用时间为110s，火车上乘客看见洞中的路灯在后退，乘客是以火车为参照物．若火车所受阻力恒为1.5×10⁵N，则此时火车的功率为3×10⁶W．

Answer 1

分析 （1）火车长度与隧洞长度之和是火车完全通过隧洞行驶的路程，由速度公式的变形公式求出需要的时间；
（2）如果物体相对于参照物的位置保持不变，则物体是静止的，如果物体相对于参照物的位置不断变化，则物体是运动的．
（3）火车匀速行驶，根据力的平衡条件求出牵引力；又已知火车匀速行驶的速度，利用P=Fv求出火车的功率．

解答 解：
（1）火车匀速行驶的速度v=72km/h=20m/s，
火车从车头开始进入隧道到车尾离开隧洞，则火车行驶的路程：
s=L_隧道+L_车=2000m+200m=2200m，
由v=$\frac{s}{t}$可得，此过程中火车所用的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{2200m}{20m/s}$=110s；
（2）以火车为参照物，路灯相对于火车位置不断后退．
（3）火车匀速行驶，则火车受到的牵引力：F=f=1.5×10⁵N；
火车的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1.5×10⁵N×20m/s=3×10⁶ W      
故答案为：110；火车；3×10⁶ ．

点评 本题考查了速度公式的应用、参照物的选择和功率的计算，知道火车完全通过隧洞行驶的路程等于隧洞长度加上火车的长度是解题的关键之一．