Question

【題目】如圖所示，火車以一定的速率在半徑一定的軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)外軌道恰好對(duì)火車沒有側(cè)向作用力，不考慮摩擦和其它阻力，如果火車轉(zhuǎn)彎的速率增大時(shí)

A. 外側(cè)軌道將受到擠壓

B. 內(nèi)側(cè)軌道將受到擠壓

C. 為了保證軌道沒有側(cè)向作用力，可減小內(nèi)外軌道高度差

D. 軌道對(duì)火車的作用力和火車自身重力的合力變小

Answer 1

【答案】A

【解析】

火車在彎道處拐彎時(shí)火車的重力和軌道對(duì)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(shí)，火車對(duì)內(nèi)外軌道都沒有力的作用，速度增加，就要對(duì)外軌擠壓，速度減小就要對(duì)內(nèi)軌擠壓。

火車以某一速度v通過某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如圖所示：

由圖可以得出：F合=mgtanθ，合力等于向心力，當(dāng)θ很小時(shí)，有，可得：，由此可知為了保證軌道沒有側(cè)向作用力，可增大內(nèi)外軌道高度差，故C錯(cuò)誤；火車轉(zhuǎn)彎的速率增大時(shí)，火車所需要的向心力大于火車所受的重力和軌道對(duì)火車作用力的合力，火車有離心趨勢(shì)，故其外側(cè)車輪輪緣會(huì)與鐵軌相互擠壓，外軌受到側(cè)壓力作用，故A正確，BD錯(cuò)誤。所以A正確，BCD錯(cuò)誤。