问题 选择题

铁路在弯道处的内外轨道的高度是不同的,已知内外轨平面对水平面的倾角为θ,弯道处的圆弧半径为R,则质量为m的火车在该弯道行驶时(  )

A.若火车行驶的速度等于(gRtanθ) 

1
2
,这时轨道对火车的支持力为
mg
cosθ

B.若火车行驶的速度大于(gRtanθ) 

1
2
,内轨对内侧车轮有挤压

C.若火车行驶的速度小于(gRtanθ) 

1
2
,外轨对外侧车轮有挤压

D.无论火车行驶的速度大小,内外轨道均不受挤压

答案

A、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时,设此时火车的速度为v,由牛顿第二定律得:

   mgtanθ=m

v2
R
 得,v=
gRtanθ
,轨道对火车的支持力N=
mg
cosθ
.故A正确.

B、当火车转弯的速度大于

gRtanθ
,需要的向心力增大,而重力与支持力的合力不变,所以合力小于了需要的向心力,外轨就要对火车产生一个向内的侧压力,故B错误.

C、当火车转弯的速度小于

gRtanθ
,需要的向心力减小,重力与支持力的合力将大于所需要的向心力,内轨对内侧产生一个向外的力来抵消多余的力,所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压.故C错误.

D、由上可知D错误.

故选A

单项选择题
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