Question

【題目】如何有效地提高能源利用率是人類所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)．如圖所示的是某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案示意圖，該圖表明與站臺(tái)前后連接的軌道都有一個(gè)小坡度．請(qǐng)你說明這種設(shè)計(jì)可以節(jié)能的理由．

Answer 1

【答案】上坡時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，減少了因剎車而浪費(fèi)的能量；下坡時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，減少了列車發(fā)動(dòng)機(jī)提供的能量，故可以節(jié)約能源．

【解析】

1）在地鐵進(jìn)站時(shí)，車要停下來，而車此時(shí)是有很大的動(dòng)能的，若剎車，就把這些動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能而損耗了，若進(jìn)站時(shí)讓車上坡，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能貯存起來，這樣就減小因剎車消耗的機(jī)械能；（2）地鐵在出站時(shí)，車原來處于靜止沒有動(dòng)能，需要消耗燃料的化學(xué)能才能啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)起來，若利用下坡，則可以把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，便于啟動(dòng)，節(jié)省了燃料，起到節(jié)能的作用．

思路分析:一般的車站軌道都是水平連接的，車進(jìn)站時(shí)，需要?jiǎng)x車減速，車出站時(shí)，需克服摩擦力加速，這樣既浪費(fèi)了能量又多消耗了能量．將站臺(tái)設(shè)計(jì)在小坡上，車進(jìn)站時(shí)，讓車駛上小坡，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，車速減小了，重力勢(shì)能增大了；車在起動(dòng)出站時(shí)，由于下坡，車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在不需要多消耗能量的情況下，車速加快，減少了因加速消耗的能量．