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(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)速度大于$\sqrt{gRtanθ}$，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． 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(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：AB、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)，此時(shí)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(shí)，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(duì)火車產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的力來補(bǔ)償一部分向心力，所以此時(shí)外軌對(duì)內(nèi)外側(cè)車輪輪緣有擠壓，A錯(cuò)誤，B正確．
CD、由火車做曲線運(yùn)動(dòng)，合力一定不為零，因?yàn)樗俣却笥?\sqrt{gRtanθ}$，所以合力大于mgtanθ，所以CD錯(cuò)誤．
故選：B

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．