动车组中的物理知识

　　2010年4月26日福厦高铁D6201次首趟动车从福州站出发，标志着福厦高铁正式投入运营。{zg}速度为200公里/小时的CRH1"和谐号"动车组,标志着铁路正式迈入了高速时代。

你知道何谓“动车组”列车？所谓“动车组”列车，就是每节车厢都加有动力，列车是由数节有动力的车车厢组成。“动车组”列车车速可高达300—400km/h。

1.现在坐在动车组上感觉到噪音很小原因是：（1）现在铁轨用的是超长无缝钢轨，可以避免轮和轨之间的缝隙碰撞发声；（2）车窗采用双层玻璃，厢体之间采用气密性车体结构，即使在70 m/s（合352 km/h）的速度下车内也很安静。

2.厕所地面作成类似于盲道的目的是：增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。

3． 车厢之间的门可以自动开关、洗手池可以自动喷出洗手液、自动放水、自动吹干手，这些都是利用了光电传感器，利用的是红外线。

4.动车组安装了热风干手器，可是在使用时感觉到的是起先手特别冷，好象只是吹冷风，等手慢慢快干时，就能感觉到是吹的热风。原因是：其实一直吹的都是热风，起先水蒸发从手上吸收的热量大于手从热风中吸收的热量多，故感觉很凉。然后等手快干时水的蒸发从手上吸收的热量比手吸收的热量少了，就感觉很热了。

5.现在动车组的奇数节车厢安装有一个男士专用的小便池，但是厕所的门是不上锁的，可是使用时也是安全的（其他人能看见里面有没有人，只能看见人的头部），原因是在车门上部（1.6m）有一个约20cm*15cm的横百叶窗，请分析其中的原因：光的直线传播。

6.动车组设计的{zg}速度是200～250km/h，可是从北京到上海的距离是1463km,全程运行时间是9h59min，这个速度小于200_~250km/h，原因是动车组不可能一直以{zg}速度运行，我们算出来的是旅行速度(全程运行时间包括停车时间)，大约是147 km/h。

7.动车组的效率、功率问题：动车组的效率是用机械功除以电流做的功（W=UIt）。

8.车厢采用铝合金或者不锈钢材料可以减小质量，减少惯性，减少能量的损耗。厕所内手机是没有信号的，但是遇到紧急情况可以按动一个呼叫按钮。

9.动车组在到站前可以利用减速发电，原来是车子先停止供电，车速从200 km/h减到90 km/h，这段时间是利用车子的惯性前进的。车上有电动机，电动机是利用磁场对电流的作用（通电线圈在磁场中受力转动），在关闭电源后，列车由于惯性会继续向前运行，线圈随车轮一起转动，闭合线圈的一部分在磁场做切割磁感线运动，就会产生感应电流，并会自动输入电网。既可以减少机械磨损又可保护环境。在90 km/h以下才可以进行机械刹车。

10.在洗手池旁边有一个交流电源插座（从安全用电的角度考虑，是安装在1.5 m高的地方），同时有三孔和两孔的插座，它们和电源线的连接您会吗？

11.时速达到200公里时，500米以外的列车只需9秒钟就能到达横穿铁路的行人面前。此外，时速200公里的列车经过时，在铁路边掀起的风速值将大于14 m/s，超过人站立所能承受的风速值，铁路边的行人稍不留神就有可能因此被吸进铁道。这是由于在流体内流速越大的地方压强越小。（动车组列车在进站时速度很大，车和人之间的空气流速相对较大，压强较小，身后的流速小，压强大，就会把人压向轨道。）

12.车内装饰全部采用环保、防火、轻量化的航空内装材料，车厢内的扶手采用的不再是金属材料，原来用的金属材料摸上去感觉很凉，是由于金属材料的导热性能好，是热的良导体。采用复合采用后，导热性能大大降低，摸起来感觉很舒适。

13.为了真正实现节约能源，国家已经出台政策，公共场所的空调温度不能调低于26摄氏度，动车组的车厢温度和湿度均采用全自动智能化控制。

14.动车组内的垃圾实行分类回收，如果让你分类，你可以按照什么标准分成哪几类？分类（1）有机物，无机物，瓶罐；（2）可再生，不可再生；（3）可回收，不可回收。等

15.现在轨道不是铺设在普通是枕木上了，而是铺设在更宽更厚的混凝土轨枕上，做宽的目的是为了增大受力面积减小压强，加厚加宽的目的是增大质量，质量和机械强度都是原来的2倍。质量大了，惯性也大了，轨道枕木和铁轨作为一个整体，它的惯性大了，运动状态难改变了。另外选择{zj0}的温度铺设，比如当地的{zg}温度和{zd1}温度是37和2 ℃，那就要通过计算选择一个{zj0}温度，使受热膨胀和遇冷收缩的量最小。

16.流线型车头和圆滑鼓形断面车体，轻量化设计的铝合金或者不锈钢车体可以减少空气阻力，减小压力，从而减少阻力。

17.车内采用非金属材料装修，可以提高车体的防火性能。

18.特殊材料作成的车窗玻璃即使在遇到小鸟撞击或者石头打击时也不会伤害到旅客。特殊材质的车窗玻璃，即便遭遇飞鸟、碎石等近地面物体的“袭击”后被打碎，也不会划伤手脚

有关“动车组”的xx

2008年8月1日，我国{dy}条高等级城际快速铁路――京津高速铁路已开通运行；2008年10月15日，京广客运专线石武段在郑州正式开工，预计2012年建成。一正在京津高速铁路上运营的CRH3型“和谐”号国产化动车组，其主要技术参数如下：
┌――――――――――――――――
{zg}运营速度（km／h）：300 km／h
{zg}试验速度（km／h）：360 km／h
编组整车重量：450t
车体型式：大型中空型材铝合金车体
气密性：车内压力从 4kPa 降到 1kPa 时间大于 40s
受流电压：25 kV ，50 Hz
牵引总功率：6400 kW
――――――――――――――――┘
▲1、动车组不但设计为①大流线型车头，②圆滑股性断面车体，而且③采用大型中空型材铝合金车体，其道理是：__________。（对应序号，每点至少答出一条）
▲2、当列车以 300 km／h 速度运行时车内的噪声不高于 65 dB，请猜想设计师采取了哪些隔音降噪措施。（有多少写多少）
▲3、其他条件不变，列车速度越快，车内压强越________（填“大”或“小”）。所以，动车组设有自动的车厢内部压力保护装置，减少因气压变化带给乘客的不适感觉。
▲4、全速运行的动车组制动距离高达 2000米，说明速度越高，动车组的________越大（填“动能”或“惯性”）。
▲5、与由内燃机车牵引的传统火车相比，动车组的优点是（ ）
― A 人性化设计，乘坐舒适
― B 速度更快，出行效率更高
― C 噪音更小，绿色环保
― D 技术先进，拥有多项自主知识产权
― E 运营成本低廉，票价很低
― F 动力集中，提速更快
― G 安全可靠，便于维护
▲6、〔写出计算过程〕动车组车轮与铁轨总接触面积为 450 平方厘米，计算动车组空载时对铁轨产生的压强。（g取10N／kg）