Question

4．我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成．提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖車，假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車的額定功率都相同，動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比，某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成，其中第l節(jié)和第5節(jié)車廂為動(dòng)車，其余為拖車，則該動(dòng)車組（　�。�

• A． 當(dāng)動(dòng)車組勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，乘客受到車廂的作用力為零
• B． 動(dòng)車組做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第l、2節(jié)與第7、8節(jié)車廂間的作用力之比為7：1
• C． 進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的時(shí)間與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比
• D． 與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1：2

Answer 1

分析 當(dāng)動(dòng)車組勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，乘客的合力為零，根據(jù)平衡條件分析其受力情況．根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律分析車廂之間的作用力；根據(jù)動(dòng)能定理分析從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離；當(dāng)牽引力和阻力的大小相等時(shí)，動(dòng)車的速度達(dá)到最大值，由此可以求得將非動(dòng)力車改為動(dòng)力車的數(shù)量．

解答 解：
A、當(dāng)動(dòng)車組勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，乘客的合力為零，根據(jù)平衡條件知，乘客受到車廂的作用力等于其重力，故A錯(cuò)誤．
B、設(shè)每節(jié)動(dòng)車的功率為P，牽引力為F，每一節(jié)車廂的質(zhì)量是m，阻力為kmg，
動(dòng)車組做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有兩節(jié)動(dòng)力車廂，對(duì)整個(gè)的車進(jìn)行受力分析得：
     2F-8kmg=8ma
對(duì)2到8節(jié)車廂進(jìn)行受力分析得：F₁-7kmg=7ma
對(duì)第8節(jié)車廂進(jìn)行受力分析得：F₂-kmg=ma
聯(lián)立可得：F₁：F₂=7：1，即第l、2節(jié)與第7、8節(jié)車廂間的作用力之比為7：1．故B正確；
C、進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后加速度大小為 a=$\frac{8kmg}{8m}$=kg，從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的時(shí)間 t=$\frac{v}{a}$=$\frac{v}{kg}$，即知從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的時(shí)間與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比．故C正確．
D、當(dāng)只有兩節(jié)動(dòng)力車時(shí)，最大速率為v，則：2P=8kmg•v
改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組時(shí)：4P=8kmg•v′，所以：最大速度 v′=2v，最大速度之比為1：2，故D正確．
故選：BCD

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)機(jī)車的速度達(dá)到最大時(shí)，機(jī)車做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)機(jī)車處于受力平衡狀態(tài)，即此時(shí)的牽引力和受到的阻力的大小相等，再根據(jù)瞬時(shí)功率的公式即可解答本題．