【解答】
(2011•深圳)如图是某城市的地铁设计方案,进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡为了充分利用能量,上坡前就关闭发动机,利用惯性冲上缓坡.已知火车进站、停站、出站的时间分别为30s、60s、30s,火车的功率为4800KW(并保持不变),火车车身长300m

求:(1)火车在进站、停站、出站的过程中平均速度的大小
(2)火车出站后以l08km/h速度水平匀速直线行驶时,其牵引力的大小
(3)火车在水平匀速直线行驶时受到阻力的大小
考点:变速运动与平均速度;二力平衡条件的应用;功率的计算。
专题:计算题。
分析:(1)求出火车进站、停站、出站的总时间,总路程为站台长度加上车长,利用速度公式求平均速度;
(2)知道火车的功率和匀速运动的速度,利用P=Fv求牵引力大小;
> ③由于火车匀速直线行驶,根据二力平衡条件求阻力大小
解答:解:(1) $_ { \mathrm { ~ t ~ } , \mathrm { s } } = 3 0 \mathrm { s } + 6 0 \mathrm { s } + 3 0 \mathrm { s } = 1 2 0 \mathrm { s } ,$
$
\mathrm{s} _ {\text {总}} = 9 0 0 \mathrm{m} + 3 0 0 \mathrm{m} + 9 0 0 \mathrm{m} + 3 0 0 \mathrm{m} = 2 4 0 0 \mathrm{m},
$
$
\mathrm{v} = \frac {\mathrm{s} \text {总}}{\mathrm{t} \text {总}} = \frac {2 4 0 0 \mathrm{m}}{1 2 0 \mathrm{s}} = 2 0 \mathrm{m/s};
$
> ② $\mathrm { v = 1 0 8 k m / h = 3 0 m / s , P = 4 8 0 0 k W = 4 . 8 \times 1 0 ^ { 6 } W , }$
$
\because \mathrm{P} = \frac {\mathrm{W}}{\mathrm{t}} = \frac {\mathrm{F} \cdot \mathrm{S}}{\mathrm{t}} = \mathrm{Fv},
$
$
\therefore \mathrm{F} = \frac {\mathrm{P}}{\mathrm{v}} = \frac {4 . 8 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{W}}{3 0 \mathrm{m/s}} = 1. 6 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{N};
$
(3)∵火车匀速直线行驶,
$
\therefore \mathrm{f} = \mathrm{F} = 1. 6 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{N}.
$
答::(1)火车在进站、停站、出站的过程中平均速度为20m/s;
(2)火车出站后以l08km/h速度水平匀速直线行驶时,其牵引力的大小为 $1 . 6 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { N }$
(3)火车在水平匀速直线行驶时受到阻力为 $1 . 6 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { N } .$
点评:本题考查了学生对速度公式、功率公式、二力平衡条件的掌握和运用,本题关键:一是计算平均速度要用总路程除以总时间,二是利用好公式P=Fv