Question

【題目】小明攜帶質(zhì)量為10kg的行李箱從太原到運(yùn)城，選擇了尾氣零排放的動車組D2503次列車出行．經(jīng)查詢，D2503次列車時刻表如表．若該動車組列車全程勻速行駛在平直的軌道上，牽引力恒為2.8×105N，供電電路輸入動車組列車的電功率恒為2×107W．

站次	站名	到達(dá)時間	開車時間	運(yùn)行里程
1	太原南	﹣	8：25	0
2	運(yùn)城北	10：10	10：12	360km
3	西安北	11：22	﹣	556km

請你根據(jù)以上信息，解決下列問題：

問題一：若小明的行李箱底部與列車行李架的接觸面積為0.2m2，求此行李箱對水平行李架的壓強(qiáng)．（g取10N/kg）

問題二：求該動車組列車從太原南站到運(yùn)城北站牽引力所做的功．

問題三：求該動車組列車從太原南站到運(yùn)城北站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

問題四：若大型客運(yùn)燃油汽車運(yùn)行中做的功與該動車組列車從太原南站至運(yùn)城北站牽引力所做的功相等，求該燃油汽車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量．（大型客運(yùn)燃油汽車每做1焦耳的功排放氣態(tài)污染物5×10﹣6）g．

Answer 1

【答案】（1）500Pa；（2）1.008×1011J；（3）80%；（4）504kg

【解析】

試題分析：（1）行李箱對行李架的壓力：F=G=mg=10kg×10N/kg=100N，行李箱對水平行李架的壓強(qiáng)：p===500Pa；（2）由表可知動車組行駛路程s=360km=3.6×105m，動車組列車從太原南站到運(yùn)城北站牽引力所做的功：W=Fs=2.8×105N×3.6×105m=1.008×1011J；（3）由表可知，動車組運(yùn)行時間t=10：10﹣8：25=1h45min=105min=105×60s=6300s，由P=得：動車組消耗的電能：W電=Pt=2×107W×6300s=1.26×1011J，該動車組列車從太原南站到運(yùn)城北站將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η=×100%=×100%=80%；（4）該燃油汽車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量：m排=1.008×1011J×5×10﹣6g/J=5.04×105g=504kg。