Question

【高一物理】求解一道有关机械能守恒和动能定理的题

跪求物理大神解决，请写出详细的解答过程，谢谢！
题目如下：
我国某高铁客运专线动车组采用的CRH2A型动车组，CRH2A型动车组共有 8 节车厢，其中有 4 节动车（具有动力系统的车厢）配 4 节拖车（无动力车厢）。假设动车和拖车间隔搭配，且第一节车厢为动车，每节车厢的质量均为 10吨 ，各动力车厢产生的动力相同。在某次测试中，CRH2A型动车组由静止出发，匀加速 40s 后速度达到 180km/h ，动车组刚好达到额定功率。之后以额定功率继续运行 4min 达到最大速度。设每节车厢的阻力均恒定为车重的 0.1倍 。g取 10m/s^2 。求：

（1）每节车厢发动机的额定功率；
（2）动车组匀加速达到额定功率后，还需运行多大距离才能达到最大速度；
（3）若动车组正在匀加速运动时，第5节车厢出现动力消失故障，则动车组以最大速度运行时，第5节车厢与第6节车厢之间相互作用力为多少？（结果均保留 3 位有效数字）

Answer 1

（1）每节车厢发动机的额定功率
P总=FV1
F-f=ma a=v1/t=50/40=1.25m/s^2
F=1.8X10^5N
P1=P总/4=1.8x10^5x50/4=2.25x10^6w
（2）动车组匀加速达到额定功率后，
vm=p/f=112.5m/s
由Pt-fs=1/2mvm^2-1/2mv1^2
s=2.19x10^4m
还需运行2.19x10^4m距离才能达到最大速度
(3)第5节动力消失,动车组以最大速度运行时a=0
F'-f'=0 F'=3x0.1x10000x10=30000N

追问

前2问是对的，但第3问我看不懂啊，能不详细解释一下，谢谢！

追答

题目中速度最大加速度a=0，用平衡条件解就行了