Question

5．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ（如圖），彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度大于$\sqrt{gRtanθ}$，則（　　）

• A． 內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓
• B． 外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓
• C． 火車所受合力大小等于mgtanθ
• D． 火車所受合力為零

Answer 1

分析 火車在彎道處拐彎時火車的重力和軌道對火車的支持力的合力做為轉(zhuǎn)彎需要的向心力，當(dāng)合力恰好等于需要的向心力時，火車對內(nèi)外軌道都沒有力的作用，速度增加，就要對外軌擠壓，速度減小就要對內(nèi)軌擠壓．

解答 解：AB、火車的重力和軌道對火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時，此時火車的速度正好是$\sqrt{Rtanθ}$，當(dāng)火車火車轉(zhuǎn)彎的速度大于$\sqrt{gRtanθ}$時，需要的向心力增大，而重力與支持力的合力不變，所以合力小于所需要的向心力，外軌就要對火車產(chǎn)生一個向內(nèi)的力來補償一部分向心力，所以此時外軌對內(nèi)外側(cè)車輪輪緣有擠壓，A錯誤，B正確．
CD、由火車做曲線運動，合力一定不為零，因為速度大于$\sqrt{gRtanθ}$，所以合力大于mgtanθ，所以CD錯誤．
故選：B

點評 火車轉(zhuǎn)彎主要是分析清楚向心力的來源，再根據(jù)速度的變化，可以知道對內(nèi)軌還是對外軌由作用力．