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

分析：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．此時靠重力和支持力的合力提供向心力．根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行分析．

解答：解：A、火車拐彎時，當(dāng)內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圓心．故A正確，B錯誤．
C、當(dāng)速度大于v時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，此時外軌對車輪輪緣施加壓力．故C錯誤．
D、當(dāng)速度小于v時，重力和支持力的合力大于向心力，此時內(nèi)軌對車輪輪緣施加壓力．故D正確．
故選：AD．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)合力等于向心力，物體做圓周運動，當(dāng)合力小于向心力，物體做離心運動，當(dāng)合力大于向心力，物體做近心運動．