Question

11．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(duì)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(shí)速度小于$\sqrt{Rgtanθ}$，則（　�。�

• A． 內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓
• B． 外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓
• C． 這時(shí)鐵軌對(duì)車輪輪緣沒有擠壓
• D． 如果速度變大，對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣的作用力一定變大

Answer 1

分析 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．

解答 解：火車的重力和軌道對(duì)火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時(shí)，有mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，此時(shí)火車的速度正好是v=$\sqrt{gRtanθ}$．
A、若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于$\sqrt{Rgtanθ}$，重力和支持力的合力大于向心力，內(nèi)軌就要對(duì)火車產(chǎn)生一個(gè)向外的力來抵消多余的力，所以此時(shí)內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓．故A正確，B、C錯(cuò)誤．
D、如果速度變大，向心力變大，若速度仍然小于$\sqrt{gRtanθ}$，則對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣的作用力變小，故D錯(cuò)誤．
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 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(duì)內(nèi)軌還是對(duì)外軌由作用力．