Question

京广高速铁路武广段是目前世界上一次建成路程最长、运营速度最快的高速铁路。线路全长1069公里。2009年12月9日，武广高铁试运行中，“和谐号” 动车组跑出了394.2公里每小时的速度，创造了两车重联情况下的世界高速铁路最高运营速度。武广高铁开通运营后，将开行世界上最先进的国产时速350公里 “和谐号”高速动车组，武汉至广州实现3小时到达，标志着我国高速铁路发展进入新阶段，现有一列600吨的和谐号列车由岳阳去长沙，用时25分钟，运行过程中最高时速达360公里，与轨道的动摩擦因数为0. 01，假设其运动过程如图所示，已知启动和刹车加速度均为0.5m/s²，机车的额定功率为8800千瓦。求：
（1）列车匀速运动中受到的阻力；
（2）武广铁路岳阳至长沙段的总路程为多少；
（3）启动瞬间的牵引力（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）？

Answer 1

解：（1）由题意得：P=Fv
列车在匀速运动中受到的阻力F_f=F
所以F_f=Plv=8.8×l0⁴N
（2）由题意可知，启动做匀加速直线运动，刹车做匀减速直线运动，
启动加速刹车和减速时间均为t=v/a=200s
由图可知：x=(1100+1500)×100/2km=130km
（3）由牛顿第二定律可知：F-μmg=ma
F=3.6×l0⁵N。