题目

为阻击全球金融危机对中国实体经济的影响，许多中长期发展计划被提前，某市地铁项目破土动工．地铁是大城市中重要的交通工具之一，地铁有很多优点，它由电能驱动行驶，无污染，不占地面上的空间，节省土地资源，但有一种现象值得我们去关注，地铁到站时要刹车，出站启动时要加速，这“一刹”、“一启”白白损耗了许多能量，在能源问题日益尖锐的今天，这一能量的额外损耗应引起我们的重视． 某中学节能课题组的同学将了解到的地铁列车的一些数据，汇总如表： 列车最大功率 2000kW 全程的行驶时间 25min 机车额定功率 1000kW 平均刹车阻力 1.2×105N 启动平均功率 1100kW 平均刹车距离 300m 全程的平均功率 600kW 平均加速距离 400m 平均行驶速度 100km/h 平均加速时间 1.8min （1）请你根据了解到的数据计算出： ①列车每次到站刹车平均损耗的能量占整个行驶过程中消耗能量的百分比； ②列车启动加速行驶时消耗的能量占整个行驶过程中消耗能量的百分比； （2）若你是地铁车站的设计者，为减小这“一刹”、“一启”的能量损失，你将如何设计地铁车站？写出你的设计方案及所应用的物理知识．（必要时可附图加以说明）

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

（1）①W刹=FS=1.2×105N×300m=3.6×107J； W总=Pt=600×103W×25×60s=9×108J， η= W刹 W总 ×100%= 3.6×107J 9×108J ×100%=4%． ②W启=P启t启=1100×103W×1.8×60s=1.188×108J， η= W启 W总 ×100%= 1.188×108J 9×108J ×100%=13.2%． 答：①列车每次到站刹车平均损耗的能量占整个行驶过程中消耗能量的百分比为4%； ②列车启动加速行驶时消耗的能量占整个行驶过程中消耗能量的百分比为13.2%． （2）可以设想地铁站的设计如图所示：进站和出站的铁轨都与站台构成一个缓坡，让列车进站时走“上坡路”不用刹车，同时将列车由动能转化为的势能的能量储存起来，出站时走“下坡路”，将储存的重力势能转化为动能，这样开始启动时，不必浪费多少能量，车速即可提高到一个很快的速度．

考点梳理

初中三年级物理试题“为阻击全球金融危机对中国实体经济的影响，许多中长期发展计划被”旨在考查同学们对 功的计算、 动能和势能的应用、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。

• 功的计算
• 动能和势能的应用

考点名称：功的计算

功的定义：“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。物理学中，必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功，是指力对距离的累积。国际单位制单位为焦耳(J)。

以下三种情况下力对物体不做功：

(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。

(2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。

(3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。

功的计算公式：

在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功，功=力*力的方向上移动的距离，公式为(W=Fscosα)(初中阶段，力方向与位移方向的夹角为0，即α=0°，cos0°=1，所以W=Fs)。

国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

公式计算时常考注意点：

(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

功的工作原理：

使用任何机械时，人们所做的功，都不会少于(大于或等于)不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。功的原理是一个普遍结论，对于任何机械都适用，表达式为Fl=Gh，f=G(h/l)。