Question

火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，鐵軌的外軌比內(nèi)軌高，這樣做的好處是，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)如果以規(guī)定的速率v行駛，剛好可以依靠軌道對火車的支持力F_N和火車的重力G的合力提供火車轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，如圖所示，從而避免火車車輪與鐵軌之間出現(xiàn)側(cè)向擠壓，則（ ）

A．如果火車轉(zhuǎn)彎的速率大于V，火車過彎道時(shí)將擠壓外軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將增大
B．如果火車轉(zhuǎn)彎的速率大于V，火車過彎道時(shí)將擠壓內(nèi)軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將減小
C．如果火車轉(zhuǎn)彎的速率小于V，火車過彎道時(shí)將擠壓外軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將增大
D．如果火車轉(zhuǎn)彎的速率小于V，火車過彎道時(shí)將擠壓內(nèi)軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將減小

Answer 1

【答案】分析：由題，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)以規(guī)定的速率v行駛，剛好依靠軌道對火車的支持力F_N和火車的重力G的合力提供火車轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力．若火車轉(zhuǎn)彎的速率大于v，火車所需要的向心力增大，火車的支持力F_N和火車的重力G的合力不夠提供向心力，火車過彎道時(shí)將擠壓外軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將增大．同理分析，火車轉(zhuǎn)彎的速率小于v的情況．
解答：解：A、B，由題若火車轉(zhuǎn)彎的速率大于v，火車所需要的向心力增大，火車的支持力F_N和火車的重力G的合力不夠提供向心力，外軌對火車有側(cè)壓力，則火車將擠壓外軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將增大．故A正確，B錯(cuò)誤．
    C、D若火車轉(zhuǎn)彎的速率小于v，火車所需要的向心力減小，火車的支持力F_N和火車的重力G的合力大于所需要的向心力，內(nèi)軌對火車的側(cè)壓力，則火車過彎道時(shí)將擠壓內(nèi)軌，同時(shí)軌道對火車的支持力F_N將減小．故C錯(cuò)誤，D正確．
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點(diǎn)評(píng)：本題是生活中圓周運(yùn)動(dòng)問題，關(guān)鍵是分析受力情況，分析外界提供的向心力與所需要的向心力的關(guān)系．