动车组列车由一节或若干节动力车厢与无动力车厢构成,根据不同用途和型号进行编组,再通过挂接形成整列列车,具有加速性能好、运行速度高、平均能耗低等诸多优点。我国自主研发的复兴号动车组列车时速可达350km/h,由于车钩缓冲系统搭载了我国研制的超大容量能量吸收设备,可以有效吸收挂接过程中损失的动能,使车厢在挂接过程中更加平稳。假设在编组站进行的某次挂接实验中,共有n节车厢。为了测试碰撞性能,动力车厢置于编组区外,编号为1,其余车厢在编组区内依次排列,车厢之间间隙均为L,编号分别为2、3、…n。若所有车厢质量均为m,所有车厢与铁轨之间的动摩擦因数均为μ。现在使动力车厢以某一初速度平稳运行,车头到达编组区立即关闭发动机。重力加速度为g,不计空气阻力以及内部零件运转产生的机械能损失。

(1)设动力车厢与第二节车厢挂接前瞬间动能为E,试求挂接后的动能以及挂接过程中损失的动能;
(2)第(n-1)节车厢挂接以后继续滑行l(l<L)静止下来,试求动力车厢关闭发动机前速度大小;
(3)在(2)的条件下,若能量吸收设备可以吸收由于挂接损失的动能的n倍(0<n<1),求此次实验中能量吸收设备吸收的能量。
提示:在解题中可能用到公式12+22+32+……+n2=n(n+1)(2n+1)6
n
(
n
+
1
)
(
2
n
+
1
)
6
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:320引用:1难度:0.1
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