人類總想追求更快的速度，繼上海磁懸浮列車正式運營，又有人提出了新設想“高速飛行列車”，并引起了熱議。如圖1所示，“高速飛行列車”擬通過搭建真空管道，讓列車在管道中運行，利用低真空環(huán)境和超聲速外形減小空氣阻力，通過磁懸浮減小摩擦阻力，最大時速可達4千公里。我們可以用高中物理知識對相關問題做一些討論，為計算方便，取“高速飛行列車”（以下簡稱“飛行列車”）的最大速度為v1m=1000m/s；取上海磁懸浮列車的最大速度為v2m=100m/s；參考上海磁懸浮列車的加速度，設“飛行列車”的最大加速度為a=0.8m/s2。
（1）若“飛行列車”在北京和昆明（距離取為L=2000km）之間運行，假設列車加速及減速運動時，保持加速度大小為最大值，且功率足夠大，求從北京直接到達昆明的最短運行時間t。
（2）列車高速運行時阻力主要來自于空氣，因此我們采用以下簡化模型進行估算：設列車所受阻力正比于空氣密度、列車迎風面積及列車相對空氣運動速率的平方；“飛行列車”與上海磁懸浮列車都采用電磁驅(qū)動，可認為二者達到最大速度時功率相同，且外形相同。在上述簡化條件下，求在“飛行列車”的真空軌道中空氣的密度ρ1與磁懸浮列車運行環(huán)境中空氣密度ρ2的比值。
（3）若設計一條線路讓“飛行列車”沿赤道穿過非洲大陸，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?？吭谡九_、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，車內(nèi)乘客對座椅壓力的大小記為F1、F2、F3，請通過必要的計算將F1、F2、F3按大小排序。（已知地球赤道長度約為4×104km,一天的時間取86000s）
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：110引用：2難度：0.3
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1．2012年11月26日，殲-15成功起降遼寧艦，遼寧艦艦載機采用滑躍起飛，滑躍起飛有點像高山滑雪，主要借助甲板前端的上翹來幫助戰(zhàn)斗機起飛，其示意圖如圖所示。設某航空母艦上的起飛跑道由長度為l1=1.6×102m的水平跑道和長度為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，其噴氣發(fā)動機的推力大小恒為F=1.2×105N，方向與速度方向相同，在運動過程中飛機受到跑道與空氣的平均阻力大小為飛機重力的0.1倍。假設航母處于靜止狀態(tài)，飛機質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點，傾斜跑道看作斜面，取g=10m/s2．（不計拐角處的影響）求：
（1）飛機在水平跑道從靜止開始加速所用的時間；
（2）飛機到達傾斜跑道末端時推力的功率。發(fā)布：2025/1/10 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5 -
2．把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動車．把幾節(jié)自帶動力的車輛（動車）加幾節(jié)不帶動力的車輛（也叫拖車）編成一組，就是動車組．假設動車組運行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等．若1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為160km/h；現(xiàn)在我國往返北京和上海的動車組的最大速度為480km/h,則此動車組可能（ ?。?/h2>
發(fā)布：2025/1/10 8:0:1組卷：45引用：1難度：0.7 -
3．把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動車。把幾節(jié)自帶動力的車輛（動車）加幾節(jié)不帶動力的車輛（也叫拖車）編成一組，就是動車組，如圖所示。假設動車組運行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等。若1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為160km/h；現(xiàn)在我國往返北京和上海的動車組的最大速度為480km/h,則此動車組可能（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/10 8:0:1組卷：62引用：1難度：0.4
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