Question

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2018 年 12 月 9 日，“复兴号”中国标准动车组项目获第五届中国工业大奖。“复兴号”是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权并达到了世界先进水平的中国标准动车组。它全面采用了自动化设计，其车头（“飞龙”）被设计成修长的流线型，可谓颜值爆表，试验速度可达时速 400 公里以上。

“复兴号”轨道采用无砟轨道（砟：是岩石、煤等碎片的意思），普通铁路上常见的枕木被混凝土取代，枕木下的小石头也不见了，而是直接将铁轨铺在一个高强度的混凝土板上。对于有砟轨道，当列车运行时速达到 250 公里时，那些碎石子就会被掀起来，给列车造成极大的危险。

(1)“复兴号”采用了流线型车头，不仅美观还可以_______；高速行驶时车头对地面的压力_______ ，摩擦力_______；（后两空均选填“增大”或“减小”）

(2)将铁轨铺在枕木上，是为了增大路基的_______，从而减小对路基的_______；

(3)请你用所学物理知识分析，列车快速行驶过有砟轨道时，那些碎石子会被掀起来的原因：______。

Answer

减小阻力 减小 减小 受力面积 压强 列车快速行驶过有砟轨道时，路基石子上方的空气流速变大，压强变小，使石子上方的压强小于下方的压强，因此石子会被掀起

【解析】

(1)[1]“复兴号”采用了流线型车头，可以减小空气阻力。

[2][3]高速行驶时车头表面的气体流速比车头底部的气体流速大，压强较小，车头底部的压强较大，会产生一个向上的力，根据受力平衡可知，地面对车头的支持力会变小，力的作用是相互的，那么车头对地面的压力会变小，这个压力变小，那么摩擦力也会变小。

(2)[4][5]将铁轨铺在枕木上，是为了增大路基的受力面积，根据可知，在压力一定时，路基受到的压强会变小。

(3)[6]流体流速大，压强小。列车快速行驶过有砟轨道时，路基石子上方的空气流速变大，压强变小，使石子上方的压强小于下方的压强，会产生一个向上的升力，因此石子会被掀起。