交通。一、背景材料。
几年来，中国交通运输从过去的封闭和垄断走向了开放和竞争，百姓对交通工具、运输方式有了更大的选择余地，运输服务质量明显提高。货物运输走向规模化、专业化、快速化，旅客运输更加高速、舒适、便捷。过去的几年里，中国交通物流产业取得了长足进步，已经成为亚洲市场的重中之重。
公路运输量大幅度增长，高速公路发展突飞猛进；铁路运输业务繁忙，发展前景广阔；航空运输业发展速度较快，位于各行业之首；水路运输增长势头强劲，市场需求旺盛；管道运输后来居上，实现突破性发展；政策环境和投资环境均有较大改善。公路密度、通达深度以及中西部地区公路通达条件进一步提高，伴随公路里程的增长，高速公路飞速发展，年均增长百分之四十以上，跃居世界第二位。“村村通”方便了广大农民。
当您准备从深圳起身前往北京，您会发现众多快速列车中有一种以英文字母“d”打头的新型列车，它的外型犹如“子弹头”，时速可以达到 200公里甚至更高，而以往漫漫24小时的旅途也突然间缩短了许多，下午出发，睡个好觉，第二天一大早目的地就在眼前了。而这一切都要归功于2024年4月18日将全面展开的全国铁路第六次大提速。据铁道部消息，大提速后，不仅京广、京九线速度将得到大幅提高，而且在以广州、深圳为中心的珠三角城市群也将开行高密度的城际快速客车，广深直达列车全程只需55分钟，此外从广州始发至浙江、上海、江苏的列车将缩时一半，实现夕发朝至。
这意味着中国铁路以此为起点，将进入全新的高速列车时代。
二、考点链接。
改革开放以来，我国交通运输对国民经济的“瓶颈”制约状况明显缓解，交通运输业步入了发展的**时期。 各种各样的交通工具为我们现代生活和生产带来了极大的方便．而以交通工具运行和交通事故为背景的物理问题及相关综合题在****中层出不穷。因为这类问题不仅能考查力、电和磁等主干知识，不能考查**用物理知识解决实际问题的能力．**今后的高考中还可能出现。
三、例题分析。
例1．铁路列车与其它车辆的运行方式不同，列车自重加载重达千余吨甚至数千吨，列车奔驰在轨道上时的动能很大。当铁路机车司机驾驶机车发现前方有险情或障碍物时，从采取紧急刹车的地点开始至列车停止地点为止，这段距离称之为制动距离。制动距离不仅与列车重量有关，还与列车的行驶速度密切相关。
目前，我国一般的普通列车行驶的速度约为v01＝80km/h，其制动距离为s0＝800m左右，提速后的“k”字号的快速列车，行驶时的速度均超过100 km/h。今后，随着列车不断地提速，速度v02将达到120～140 km/h，其制动距离也将相应加大，这么长的制动距离无疑是对行车安全提出了更高的要求。目前，上海地区的铁路与公路（道路）平交道口就有240余处，行人和车辆在穿越平交道口时，要充分注意到火车的制动距离，以保证安全。
求（假设列车的制动加速度不变）：
（1）我国一般的普通快车的制动加速度为多少？
（2）提速后的“k”字号列车的制动距离至少为多少？
（3）当火车时速达到v02＝140 km/h时，在铁路与公路的平交道口处，为保证行人和车辆的安全，道口处的报警装置或栅栏至少应提前多少时间报警或放下？
解析：（1）普通列车的制动过程是一个匀减速直线运动，利用运动学公式。
代入数据解得：a＝－0.309m/s2。
2）列车提速后的制动加速度还是原来的数值，利用运动学公式。
代入数据解得：s＝1250m。
3）本问中隐含的内容是：在安全栅栏放下的瞬时，若道口处有险情，列车同时刹车，将最终停止在道口处。根据运动学公式。
代入数据解得：t＝126s。
例2．为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。已知某高速公路的最高限速v=120km/h。假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t=0.
50s。刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍。
该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？取重力加速度g=10m/s2。
解析：在反应时间内，汽车做匀速运动，距离为s1=vt=(120×103/3600)×0.5=50/3m，汽车刹车过程，车做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有kmg=ma，a=4m/s2，汽车运动的距离s2=v2/2a=1250/9m，所以所求的距离s=s1+s2=50/3+1250/9=1400/9≈1.
6×102m。
例3．（2024年上海考题）铁路提速，要解决许多技术问题．通常，列车阻力与速度平方成正比，即ff = kv2．列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引．
1）试计算列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值（提示：物理学中重要的公式有f=ma，w=fs，p=fv，s=v0t+at2）．
2）除上题涉及的问题外，还有许多其他技术问题需要解决．例如：为了减少列车在高速行驶中的振动，需要把原先的有接缝轨道改为无接缝轨道．请你再举一例，并简要说明．
解析：（1）列车匀速运动时牵引力f与受阻力ff相等，且f=ff，而ff=kv2，则p=f·v=kv3，代入v1=120 km/h，v2=40 km/h可得p1/p2=27/1
2）在轨道（弯道）半径一定的情况下，火车速度越大，所需向心力越大，通过增大弯道半径可以减小向心力．
例4．（2005 年全国春考题）下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶，司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行一段距离后停下，事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为l，撞车后共同滑行的距离，假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同，已知卡车质量m为故障车质量的4倍。
1）设卡车与故障车相撞前的速度为，两车相撞后的速度变为，求；
2）卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施，事故就能免于发生。
解析：①由碰撞过程动量守恒则。
设卡车刹车前速度为，轮胎与雪地之间的动摩擦因数为，两车相撞前卡车动能变化。
碰撞后两车共同向前滑动，动能变化。
由②式得，由③式得又因，得。
如果卡车滑到故障车前就停止，由故。
例5．2024年7月1日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路多种装置运用了电磁感应原理，有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图1甲所示（府视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心，线圈子宽为，长为，匝数为，线圈和传输线的电阻忽略不计，若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号与时间的关系如图1乙所示（、均为直线），则火车在～内。
a．做匀加速直线运动 b．做匀速直线运动。
c．加速度 d．平均速度为图1
解析：安装在火车首节车厢下面匀强磁场通过线圈时，产生的感应电动势为e=n，若火车匀加速运动，则，所以e=nb，所以选项a正确；由图11可知，，联立两式得加速度，所以选项c正确。
例6．（2024年天津理综卷考题)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具．它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为r，金属框置于xoy平面内，长边mn长为l，平行于y轴，宽为d的np边平行于x轴，如图2所示。列车轨道沿ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度b沿ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为b0，如图3所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿ox方向匀速平移。设在短暂时间内，mn、pq边所在位置的磁感应强度图2
随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿ox方向加速行驶，某时刻速度为v(v(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；
2)为使列车获得最大驱动力，写出mn、pq边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式：
3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
解析：(1)由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。
图3(2)为使列车获得最大驱动力，mn、pq应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此，d应为的奇数倍，即。
或 （）3)由于满足第(2)问条件：则mn、pq边所在处的磁感应强度大小均为b0且方向总相反，经短暂的时间，磁场沿ox方向平移的距离为，同时，金属框沿ox方向移动的距离为。 因为v0>v，所以在时间内mn边扫过磁场的面积。
在此时间内，mn边左侧穿过s的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化。
同理，该时间内，pq边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化。
故在内金属框所围面积的磁通量变化。
根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小。
根据闭合电路欧姆定律。
根据安培力公式，mn边所受的安培力。
pq边所受的安培力
根据左手定则，mn、pq边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小。
1 ．在高速公路的拐弯处，路面修得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ设拐弯路段是半径为r的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应等于 (
2．铁道部决定在前3次火车提速的基础上还将实行三次大提速，旅客列车在500km左右实现“夕发朝至”,进一步适应旅客要求。为了适应提速的要求( )
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