Question

如圖，鐵路轉(zhuǎn)彎處外軌應(yīng)略高于內(nèi)軌，火車必須按規(guī)定的速度行駛，則轉(zhuǎn)彎時（　　）

• A、火車所需向心力沿水平方向指向彎道內(nèi)側(cè)
• B、彎道半徑越大，火車所需向心力越大
• C、火車的速度若小于規(guī)定速度，輪緣擠壓外軌
• D、當(dāng)火車以規(guī)定速度通過此彎路時，火車所受重力、軌道面支持力和外軌對輪緣彈力的合力提供向心力

Answer 1

分析：火車轉(zhuǎn)彎時，為防止車輪邊緣與鐵軌間的摩擦，通常做成外軌略高于內(nèi)軌，使得火車按規(guī)定的速度行駛時，火車對軌道的合力垂直于軌道表面，否則會對其造成擠壓以致?lián)p壞，（這就是為什么在拐彎處會有規(guī)定速度的原因）所以火車重力與軌道支持面支持力的合力提供向心力，速度大于規(guī)定速度時，會擠壓外軌．

解答：解：火車轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運(yùn)動，合力指向圓心，受力如圖

由向心力公式得：F_向=m

v2

r

=mgtanθ，則
A、火車所需向心力沿水平方向指向彎道內(nèi)側(cè)，故A正確；
B、m、v一定時，r越大，F(xiàn)_向越小，故B錯誤；
C、若火車運(yùn)行速度小于此速度，則火車要做近心運(yùn)動，會對軌道內(nèi)側(cè)造成擠壓，故C錯誤；
D、當(dāng)火車以規(guī)定速度通過此彎路時，火車所受重力、軌道面支持力的合力提供向心力，故D錯誤．
故選：A．

點(diǎn)評：本題是實際應(yīng)用問題，考查應(yīng)用物理知識分析處理實際問題的能力，本題與圓錐擺問題類似，基礎(chǔ)是對物體進(jìn)行受力分析．