Question

【題目】如圖甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車，列車安裝有高壓細水霧滅火系統和制動發電裝置。

(1)若測得該列車從甲站出發到達乙站所用的時間為2min，甲、乙兩站間的路程為2.4km。則該列車在這兩站間行駛的平均速度為多大？

(2)當高壓細水霧系統中水槍工作時，水對噴孔的壓強為1.0×107Pa，水霧噴出的速度v≥10m/s。若噴孔的總面積為0.5cm2，則水槍的功率至少為多少瓦？(不計大氣壓強)

(3)列車制動減速的過程中，機械能轉化為電能和內能。當列車在平直軌道上制動減速時，電能W1與內能W2之比為9:16，如圖乙是機械能的變化量△W與速度變化量△v的關系圖像。若列車從80km/h開始減速，轉化成的電能大小為1kW·h，問列車在此過程中:

①產生的內能為多大？

②列車的速度將會減小到多少千米每小時？

Answer 1

【答案】（1）72km/h；（2）5000W；（3）6.4×106J；44km/h.

【解析】

（1）該列車在這兩站間行駛的平均速度；

（2）水對噴孔的壓力：F壓=pS=1×107Pa×5×10-5m2=500N，

水槍的功率：；

（3）①轉化的電能是1kWh，

由可得，轉化的內能；

②則減小的機械能：，

由圖丙可知，列車減小的速度為10m/s=10×3.6km/h=36km/h，
則列車的速度將會減小到80km/h-36km/h=44km/h。