1.為什麼火車站軌道與站台都會構成緩坡？
要想知道這一問題的答案，就得從能量的角度對其進行考慮。
物體運動時，都會產生一定的動能。當一個物體被高高舉起時，就會產生一定的重力勢能。這兩個能量，是可以進行相互轉化的。我們就拿一個石塊來說，向上拋這一石塊，上升時速度會越來越慢，這是因為石塊的動能轉化為勢能，然後儲存起來了；而在石塊開始下降時，重力勢能就開始轉化為動能了，石塊的運動下降速度，越來越快。
同樣的道理，火車在進站時，將部分動能轉化成為重力勢能，這樣一來，因刹車損耗的機械能也就大減小了；列車出站時，就能夠將儲存的勢能轉化為動能。不僅如此，這樣做的話，還可以節省很多能量。
2.火車為什麼先退後進？
生活中，我們往往會發現，火車開動時總是先向後倒退，再朝前行駛，你知道這是為什麼嗎？
這是由於火車各節車廂之間的掛鉤，通常都拉得很緊，如果想要開動，牽引力首先必須克服整列火車與鐵軌之間的最大靜摩擦力。對於一列很重的火車而言，最大靜摩擦力也相對較大，因此重量大的火車啟動相對較難。
如果司機先倒車的話，車廂之間的掛鉤就會變得較鬆弛。火車開動時，車廂就會逐節啟動。第一節車廂被啟動時，便需要克服第一節車廂的最大靜摩擦力，需要的牽引力也較小；第二節車廂被啟動時，需要克服第二節車廂的最大靜摩擦力以及第一節車廂的滾動摩擦力，由於靜摩擦係數大於滾動摩擦係數，換言之滾動摩擦力小於最大靜摩擦力，第二節車廂所需要的牽引力小於同時啟動兩節車廂的最大靜摩擦力。同樣的道理，當最後一節車廂被啟動時，隻需克服最後一節車廂的最大靜摩擦力和前麵車廂的滾動摩擦力，這樣一來，所需要的牽引力便比整列火車的最大靜摩擦力要小。先向後倒退再向前行駛，火車開出較為容易。
因此，火車啟動時，總是先向後退，再向前行駛。
3.鐵軌下麵為什麼會有很多小石頭？
我們往往會看到鐵軌之下鋪有很多小石子，通常有以下兩個原因：
其一，通常情況下，兩軌之間的寬度隻有1.2米左右，由於火車的重量非常大，盡管下麵鋪設了一排排的枕木，但是仍然起不到太多的作用，而這些石子就能夠起到加寬路基的作用，有了小石子，地層就不容易下陷或者出現鐵路扭曲的現象。
其二，比起路麵來，小石子要堅硬得多，而且其內部有很多孔隙，如果將地基打成水泥的，由於鋼材和水泥熱脹冷縮係數有所不同，因此受到損壞。對於小石子而言，其內部能夠發生相對運動，這樣的話，就能夠對熱脹冷縮造成的變形，起到緩衝的作用。
因此我們看的鐵路，都在鐵軌下麵鋪有很多小石子。
4.為什麼鐵軌接縫處有空隙？
為什麼鐵軌的接縫處會留有空隙？這是由於在不同的季節，鐵軌會因氣溫的升高和降低而出現熱脹冷縮的現象。夏天，氣溫相對要高，鐵軌會發生熱膨脹，從而變長，如果不在其接縫處留有一定的空隙，一旦鐵軌變形，火車就不能繼續行駛了。在接縫處留出一些空隙，是為鐵軌留有一定的伸縮餘地，這樣的話，即使在夏天，也不會因為熱膨脹變長而向上拱起，火車就能夠安全地行駛通過。
5.為什麼火車開遠後，聲音會變得低沉？
在我們的生活中，有許多聲音，高低各不相同，我們就說它們的音調不一樣。對於音調高的聲音而言，其振動頻率相對較高，例如吹口哨的聲音，音調較高，人們聽上去就會覺得聲音比較尖銳；而對於音調較低的聲音而言，振動的頻率相對較低，例如打鼓的聲音，音調就低，聽起來較沉悶。
雖然火車汽笛聲的音調是固定的，但細心的人總會發現，當火車駛過身邊時，音調要高一些，聽上去要尖一些；當火車離我們越來越遠的時候，音調要低一些，聽上去就變得較沉悶。這是為什麼呢？
事實上，最主要的原因，是聲源和觀察者之間，存在著相對運動。對於汽笛聲來說，其本身就帶有一定的頻率，而且聲波中“疏”、“密”的排列距離是一定的，當火車開到你身邊時，空氣中聲波的“疏”和“密”，便會被壓得更緊，“疏”和“密”之間的間隔，也就更小了。如此看來，聲音的振動頻率，對於觀察者而言，更快了，音調更高了，聲音聽上去就比較尖；當火車越走越遠時，空氣中聲波的“疏”和“密”，便因此拉開了，“疏”和“密”的間隔，也就變得更大了，由此看來，聲音的振動頻率，對於觀察者而言，就是減慢了，音調也相對變低了，聲音聽上去也就更低沉了。
由此可知，火車的速度越大，音調的變化也越大。整天在鐵路工作的鐵路工人，對這方麵特別了解，因此他們常常能從汽笛音調的高低變化，來推算出火車行駛的速度快慢以及行駛的方向。
如果從科學的角度來解釋，當波源與觀察者存在相對運動的時候，觀察者接收到的頻率和波源發出的頻率不同的現象，被稱為多普勒效應。其中的汽笛音調的變化，是多普勒效應的典型例子。不僅如此，多普勒效應，還可應用在天文學上，根據這一效應，可以準確地計算出天體相對於地球運動的速度。眾所周知的人造衛星的運動速度，同樣也是利用多普勒效應測定而來的。此外，我們人體血管中的血流速度，也常常會利用多普勒效應來測定。