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)
,这时轨道对火车的支持力为1 2 mg cosθ
B.若火车行驶的速度大于(gRtanθ)
,内轨对内侧车轮有挤压1 2
C.若火车行驶的速度小于(gRtanθ)
,外轨对外侧车轮有挤压1 2
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
得,v=v2 R
,轨道对火车的支持力N=gRtanθ
.故A正确.mg cosθ
B、当火车转弯的速度大于
,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.gRtanθ
C、当火车转弯的速度小于
,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.gRtanθ
D、由上可知D错误.
故选A