人类总想追求更快的速度,继上海磁悬浮列车正式运营,又有人提出了新设想“高速飞行列车”,并引起了热议。如图1所示,“高速飞行列车”拟通过搭建真空管道,让列车在管道中运行,利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,最大时速可达4千公里。我们可以用高中物理知识对相关问题做一些讨论,为计算方便,取“高速飞行列车”(以下简称“飞行列车”)的最大速度为v1m=1000m/s;取上海磁悬浮列车的最大速度为v2m=100m/s;参考上海磁悬浮列车的加速度,设“飞行列车”的最大加速度为a=0.8m/s2。
(1)若“飞行列车”在北京和昆明(距离取为L=2000km)之间运行,假设列车加速及减速运动时,保持加速度大小为最大值,且功率足够大,求从北京直接到达昆明的最短运行时间t。
(2)列车高速运行时阻力主要来自于空气,因此我们采用以下简化模型进行估算:设列车所受阻力正比于空气密度、列车迎风面积及列车相对空气运动速率的平方;“飞行列车”与上海磁悬浮列车都采用电磁驱动,可认为二者达到最大速度时功率相同,且外形相同。在上述简化条件下,求在“飞行列车”的真空轨道中空气的密度ρ1与磁悬浮列车运行环境中空气密度ρ2的比值。
(3)若设计一条线路让“飞行列车”沿赤道穿过非洲大陆,如图2所示,甲站在非洲大陆的东海岸,乙站在非洲大陆的西海岸,分别将列车停靠在站台、从甲站驶向乙站(以最大速度)、从乙站驶向甲站(以最大速度)三种情况中,车内乘客对座椅压力的大小记为F1、F2、F3,请通过必要的计算将F1、F2、F3按大小排序。(已知地球赤道长度约为4×104km,一天的时间取86000s)
【答案】见试题解答内容
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:111引用:2难度:0.3
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(1)飞机在水平跑道从静止开始加速所用的时间;
(2)飞机到达倾斜跑道末端时推力的功率。发布:2025/1/10 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5 -
2.把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车.把几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组.假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等.若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为160km/h;现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为480km/h,则此动车组可能( )
发布:2025/1/10 8:0:1组卷:46引用:1难度:0.7 -
3.把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车。把几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组,如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为160km/h;现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为480km/h,则此动车组可能( )
发布:2025/1/10 8:0:1组卷:66引用:1难度:0.4