9.地鐵是深圳公共交通的主力軍,極大地方便了人們的出行.
(1)地鐵站內(nèi)的很多場景都應(yīng)用到了很多的物理知識,請用力學(xué)到的物理知識解釋.
①場景:列車剎車時,仍繼續(xù)向前運動一段距離:
解釋:列車具有慣性
②場景:地鐵列車上的逃生錘前端做得很尖:
解釋:在壓力一定時,減小受力面積增大壓強
③場景:地鐵車廂內(nèi)的欄桿和吊環(huán)上有凹凸的花紋:
解釋:在壓力一定時,增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力
④場景:地鐵站臺上有一條黃色的安全線,提醒乘客候車時不能靠近:
解釋:列車經(jīng)過時,空氣流速加快,壓強減小,形成向列車一側(cè)的壓強差,容易發(fā)生危險
(2)為了節(jié)約能源,地鐵站臺前后的軌道都有一個小坡度,請從能量的角度說明這種設(shè)計的理由.
停車上坡段:動能轉(zhuǎn)化為重力勢能.
啟動下坡段:重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.

分析 (1)分別從慣性、增大壓強的方法、增大摩擦力的方法、流體壓強與流速的關(guān)系角度對題干中的場景做出解釋;
(2)動能的影響因素是質(zhì)量和速度,重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度.從節(jié)能的角度可對地鐵站臺的設(shè)計做出解釋.

解答 解:(1)①場景:列車剎車時,仍繼續(xù)向前運動一段距離:
解釋:這主要是由于列車具有慣性,仍要保持原來的運動狀態(tài);
②場景:地鐵列車上的逃生錘前端做得很尖:
解釋:可以在壓力一定時,減小受力面積增大壓強,容易把玻璃擊碎;
③場景:地鐵車廂內(nèi)的欄桿和吊環(huán)上有凹凸的花紋:
解釋:這是在壓力一定時,增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力;
④場景:地鐵站臺上有一條黃色的安全線,提醒乘客候車時不能靠近:
解釋:這是因為列車經(jīng)過時,空氣流速加快,壓強減小,形成向列車一側(cè)的壓強差,容易發(fā)生危險,所以乘客候車時不能靠近安全線.
(2)地鐵站臺前后的軌道都有一個小坡度,當列車進站停車時先經(jīng)過上坡段,列車的速度減小,高度增大,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;
啟動時,經(jīng)過下坡段,列車的高度降低,速度增大,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.
故答案為:(1)①列車具有慣性;
②在壓力一定時,減小受力面積增大壓強;
③在壓力一定時,增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力;
④列車經(jīng)過時,空氣流速加快,壓強減小,形成向列車一側(cè)的壓強差,容易發(fā)生危險.
(2)動能;重力勢能;重力勢能;動能.

點評 本題以地鐵和地鐵站為背景,考查了力學(xué)相關(guān)的多個知識點,體現(xiàn)了物理在生活中的聯(lián)系,綜合性強,是一道好題.

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