【題目】鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的，彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外高度差h的設(shè)計不僅與r有關(guān)，還取決于火車在彎道上的行駛速率.下表中是鐵路設(shè)計人員技術(shù)手冊中彎道半徑r及與之相對應(yīng)的軌道的高度差h.

彎道半徑r/m

660

330

220

165

132

110

內(nèi)外軌高度差h/mm

50

100

150

200

250

300

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，試導(dǎo)出h與r關(guān)系的表達(dá)式,并求出當(dāng)r=440 m時，h的設(shè)計值.

(2)鐵路建成后，火車通過彎道時，為保證絕對安全，要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力，又已知我國鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計值為L=1.500 m，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，算出我國火車的轉(zhuǎn)彎速率(路軌傾角很小時，正弦值按正切值處理，結(jié)果可用根號表示，g=10 m／s2).

(3)隨著人們生活節(jié)奏加快，對交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊�，為了提高運(yùn)輸能力，國家對鐵路不斷進(jìn)行提速，這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高，請根據(jù)上述計算原理和上述表格分析提速時應(yīng)采取怎樣的有效措施.

【答案】(1) (2) v= m/s

(3)有效措施有:

①適當(dāng)增大內(nèi)外軌的高度差h；

②適當(dāng)增大鐵路彎道的軌道半徑r.

【解析】(1)分析表中數(shù)據(jù)可得，h·r=660×50×10－3 m2=33 m2

當(dāng)r=440 m時，有

(2)火車轉(zhuǎn)彎時，若車輪對鐵軌沒有側(cè)向壓力，則火車的受力如圖所示，由牛頓第二定律得

①

根據(jù)題意，因?yàn)?/span>θ很小，所以有

②

②聯(lián)立得

代入數(shù)據(jù)得v= m/s

(3)有效措施有:

①適當(dāng)增大內(nèi)外軌的高度差h；

②適當(dāng)增大鐵路彎道的軌道半徑r.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計。斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m、電阻可以不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，在這一過程中（ ）

A. 作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零

B. 作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和

C. 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

D. 恒力F與安培力的合力所做的功等于零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】根據(jù)單擺周期公式可以通過實(shí)驗(yàn)測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺上，下端系一小鋼球，就做成了單擺．

①用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm.

②以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中正確的有________．

A．?dāng)[線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡量長一些

B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的

C．為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度

D．拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，在釋放擺球的同時開始計時，當(dāng)擺球回到開始位置時停止計時，此時間間隔Δt即為單擺周期T

E．拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，釋放擺球，當(dāng)擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間Δt，則單擺周期

③如果某同學(xué)測得的值偏小，可能的原因是________．

A．誤將擺線長當(dāng)作擺長

B．測擺線線長時將擺線拉得過緊

C．?dāng)[動過程中懸掛點(diǎn)松動了

D．實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動計為50次

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動能定理，他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如右上圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．

若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有____________．

(2)實(shí)驗(yàn)時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是_______________________，實(shí)驗(yàn)時首先要做的步驟是________________．

(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運(yùn)動．用打點(diǎn)計時器記錄其運(yùn)動情況，在打點(diǎn)計時器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1＜v2)．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ______________．(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測量得到的物理量)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于兩個大小一定的力的合力，以下說法中正確的是（ ）

A. 兩個力的合力總大于原來的任意一個力

B. 兩個力的合力至少比原來的一個力大

C. 合力的大小隨兩個力之間的夾角增大而減小

D. 合力的大小介于二力之和與二力之差的絕對值之間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下面物理量屬于矢量的是

A. 路程 B. 時間 C. 質(zhì)量 D. 加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A、B兩種放射性元素，原來都靜止在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向如圖所示，其中一個放出粒子，另一個放出粒子， 與粒子的運(yùn)動方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示粒子， 粒子以及兩個剩余核的運(yùn)動軌跡，則下列判斷正確的是

A. a為粒子軌跡，c為粒子軌跡

B. b為粒子軌跡，c為粒子軌跡

C. a為粒子軌跡，d為粒子軌跡

D. a為粒子軌跡，d為粒子軌跡

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以下關(guān)于物理學(xué)史說法正確的是（　�。�

A. 亞里士多德認(rèn)為輕、重物體下落一樣快

B. 伽利略創(chuàng)造了邏輯推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法

C. 卡文迪許測定了萬有引力常量

D. 牛頓提出了廣義相對論

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根長直導(dǎo)線豎直平行固定放置，且與水平固定放置的光滑絕緣桿MN分別交于c、d兩點(diǎn)，點(diǎn)o是cd的中點(diǎn)，桿MN上a、b兩點(diǎn)關(guān)于o點(diǎn)對稱。兩導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流，已知長直導(dǎo)線在周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流成正比、與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比。一帶正電的小球穿在桿上，以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿桿運(yùn)動到b點(diǎn)。在a、b、o三點(diǎn)桿對小球的支持力大小分別為Fa、Fb、Fo。下列說法可能正確的是

A.

B.

C. 小球一直做勻速直線運(yùn)動

D. 小球先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動

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