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人類(lèi)總想追求更快的速度,繼上海磁懸浮列車(chē)正式運(yùn)營(yíng),又有人提出了新設(shè)想“高速飛行列車(chē)”,并引起了熱議。如圖1所示,“高速飛行列車(chē)”擬通過(guò)搭建真空管道,讓列車(chē)在管道中運(yùn)行,利用低真空環(huán)境和超聲速外形減小空氣阻力,通過(guò)磁懸浮減小摩擦阻力,最大時(shí)速可達(dá)4千公里。我們可以用高中物理知識(shí)對(duì)相關(guān)問(wèn)題做一些討論,為計(jì)算方便,取“高速飛行列車(chē)”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“飛行列車(chē)”)的最大速度為v1m=1000m/s;取上海磁懸浮列車(chē)的最大速度為v2m=100m/s;參考上海磁懸浮列車(chē)的加速度,設(shè)“飛行列車(chē)”的最大加速度為a=0.8m/s2。
(1)若“飛行列車(chē)”在北京和昆明(距離取為L(zhǎng)=2000km)之間運(yùn)行,假設(shè)列車(chē)加速及減速運(yùn)動(dòng)時(shí),保持加速度大小為最大值,且功率足夠大,求從北京直接到達(dá)昆明的最短運(yùn)行時(shí)間t。
(2)列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)阻力主要來(lái)自于空氣,因此我們采用以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行估算:設(shè)列車(chē)所受阻力正比于空氣密度、列車(chē)迎風(fēng)面積及列車(chē)相對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)速率的平方;“飛行列車(chē)”與上海磁懸浮列車(chē)都采用電磁驅(qū)動(dòng),可認(rèn)為二者達(dá)到最大速度時(shí)功率相同,且外形相同。在上述簡(jiǎn)化條件下,求在“飛行列車(chē)”的真空軌道中空氣的密度ρ1與磁懸浮列車(chē)運(yùn)行環(huán)境中空氣密度ρ2的比值。
(3)若設(shè)計(jì)一條線路讓“飛行列車(chē)”沿赤道穿過(guò)非洲大陸,如圖2所示,甲站在非洲大陸的東海岸,乙站在非洲大陸的西海岸,分別將列車(chē)??吭谡九_(tái)、從甲站駛向乙站(以最大速度)、從乙站駛向甲站(以最大速度)三種情況中,車(chē)內(nèi)乘客對(duì)座椅壓力的大小記為F1、F2、F3,請(qǐng)通過(guò)必要的計(jì)算將F1、F2、F3按大小排序。(已知地球赤道長(zhǎng)度約為4×104km,一天的時(shí)間取86000s)

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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:110引用:2難度:0.3
相似題
  • 1.2012年11月26日,殲-15成功起降遼寧艦,遼寧艦艦載機(jī)采用滑躍起飛,滑躍起飛有點(diǎn)像高山滑雪,主要借助甲板前端的上翹來(lái)幫助戰(zhàn)斗機(jī)起飛,其示意圖如圖所示。設(shè)某航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為l1=1.6×102m的水平跑道和長(zhǎng)度為l2=20m的傾斜跑道兩部分組成,水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4.0m。一架質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī),其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F=1.2×105N,方向與速度方向相同,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到跑道與空氣的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍。假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài),飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn),傾斜跑道看作斜面,取g=10m/s2.(不計(jì)拐角處的影響)求:
    (1)飛機(jī)在水平跑道從靜止開(kāi)始加速所用的時(shí)間;
    (2)飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)推力的功率。

    發(fā)布:2025/1/10 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
  • 2.把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上,使其既具有牽引動(dòng)力,又可以載客,這樣的客車(chē)車(chē)輛叫做動(dòng)車(chē)。把幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛(動(dòng)車(chē))加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛(也叫拖車(chē))編成一組,就是動(dòng)車(chē)組,如圖所示。假設(shè)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比,每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量都相等,每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率都相等。若1節(jié)動(dòng)車(chē)加3節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組的最大速度為160km/h;現(xiàn)在我國(guó)往返北京和上海的動(dòng)車(chē)組的最大速度為480km/h,則此動(dòng)車(chē)組可能(  )

    發(fā)布:2025/1/10 8:0:1組卷:62引用:1難度:0.4
  • 3.把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上,使其既具有牽引動(dòng)力,又可以載客,這樣的客車(chē)車(chē)輛叫做動(dòng)車(chē).把幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛(動(dòng)車(chē))加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛(也叫拖車(chē))編成一組,就是動(dòng)車(chē)組.假設(shè)動(dòng)車(chē)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力與其所受重力成正比,每節(jié)動(dòng)車(chē)與拖車(chē)的質(zhì)量都相等,每節(jié)動(dòng)車(chē)的額定功率都相等.若1節(jié)動(dòng)車(chē)加3節(jié)拖車(chē)編成的動(dòng)車(chē)組的最大速度為160km/h;現(xiàn)在我國(guó)往返北京和上海的動(dòng)車(chē)組的最大速度為480km/h,則此動(dòng)車(chē)組可能( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/10 8:0:1組卷:45引用:1難度:0.7
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