Question

在設(shè)計水平面內(nèi)的火車軌道的轉(zhuǎn)變處時，要設(shè)計為外軌高、內(nèi)軌低的結(jié)構(gòu)，即路基形成一外高、內(nèi)低的斜坡（如圖所示）。內(nèi)、外兩鐵軌間的高度差在設(shè)計上應(yīng)考慮到鐵軌轉(zhuǎn)彎的半徑和火車的行駛速度大小。若某轉(zhuǎn)彎處設(shè)計為當(dāng)火車以速率v通過時，內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零。車輪與鐵軌間的摩擦可忽略不計，則下列說法中正確的是

A．當(dāng)火車以速率v通過此彎路時，火車所受重力與鐵軌對其支持力的合力提供向心力

B．當(dāng)火車以速率v通過此彎路時，火車所受各力的合力沿路基向下方向

C．當(dāng)火車行駛的速率大于v時，內(nèi)側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力

D．當(dāng)火車行駛的速率小于v時，內(nèi)側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力

 

Answer 1

【答案】

AD

【解析】

試題分析：當(dāng)火車以v的速度通過此彎路時，火車重力與軌道面支持力的合力恰好提供向心力，A正確；B錯誤；

若速度大于規(guī)定速度，重力和支持力的合力不夠提供，此時外軌對火車有側(cè)壓力，輪緣擠壓外軌．C錯誤；若速度小于規(guī)定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此時內(nèi)軌對火車有側(cè)壓力，輪緣擠壓內(nèi)軌．故D正確；

故選AD

考點：牛頓第二定律；向心力．

點評：火車拐彎時以規(guī)定速度行駛，此時火車的重力和支持力的合力提供圓周運動所需的向心力．若速度大于規(guī)定速度，重力和支持力的合力不夠提供，此時外軌對火車有側(cè)壓力；若速度小于規(guī)定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此時內(nèi)軌對火車有側(cè)壓力．