Question

2013年元旦前夕，備受全球注目的京廣高鐵全線(xiàn)貫通，全程2298公里，列車(chē)時(shí)速達(dá)到350公里以上．為解決火車(chē)高速轉(zhuǎn)彎時(shí)不使外軌受損這一難題，你認(rèn)為以下措施可行的是（　　）

A．減小內(nèi)外軌的高度差

B．增加內(nèi)外軌的高度差

C．減小彎道半徑

D．減小火車(chē)載重

Answer 1

分析：火車(chē)高速轉(zhuǎn)彎時(shí)不使外軌受損，則拐彎所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根據(jù)牛頓第二定律分析．

解答：解：A、對(duì)運(yùn)行的火車(chē)進(jìn)行受力分析如圖，得mgtanθ=m

v2

R

：，由于θ較小，則tanθ≈sinθ≈

h

L

，h為內(nèi)外軌道的高度差，L為路面的寬度．
則，L、R一定，v增大，需要h增大．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、設(shè)彎道半徑為R，路面的傾角為θ，由牛頓第二定律得 mgtanθ=m

v2

R

，θ一定，v增大時(shí)，可增大半徑R．故C錯(cuò)誤，
D、由公式可知，兩端的質(zhì)量可以消去，故改變質(zhì)量時(shí)，外軌仍受到擠壓，故減小火車(chē)的載重不能起關(guān)鍵作用，故D錯(cuò)誤；
故選：B

點(diǎn)評(píng)：本題是實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，考查應(yīng)用物理知識(shí)分析處理實(shí)際問(wèn)題的能力，本題與圓錐擺問(wèn)題類(lèi)似，關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析．