15．火車以半r=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，軌道寬為l=1.4m，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)=14cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？（g取10m/s2）

分析 火車拐彎時(shí)不受輪緣的擠壓時(shí)，靠重力和支持力的合力提供向心力．由牛頓第二定律、向心力和數(shù)學(xué)知識(shí)解答．

解答 解：火車拐彎時(shí)不受輪緣的擠壓時(shí)，靠重力和支持力的合力提供向心力，其受力如圖．
根據(jù)牛頓第二定律得，mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
因θ很小，則有 tanθ≈sinθ=$\frac{h}{l}$
聯(lián)立得 v=$\sqrt{\frac{ghR}{l}}$=$\sqrt{\frac{10×0.14×900}{1.4}}$=30m/s．
答：為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為30m/s．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理清向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，點(diǎn)電荷+Q和-2Q分別固定在m，n兩點(diǎn)，O點(diǎn)是MN連線的中心，以O(shè)為圓心的圓周上有A，B，C，D四點(diǎn)．下列說法正確的是（　�。�
A．A、C兩點(diǎn)電勢(shì)差等于D、B兩點(diǎn)電勢(shì)差
B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
C．C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與D點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，方向也相同
D．將某負(fù)電荷從O點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．某學(xué)習(xí)小組要探究導(dǎo)電溶液的電阻在體積相同時(shí)，電阻值與長(zhǎng)度的關(guān)系．選取一根乳膠管，里面灌滿了稀鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的圓柱形鹽水柱．進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用多用電表粗測(cè)鹽水的電阻：該小組首先選用“×100”歐姆擋，其阻值如圖（甲）中指針a所示，為了減小多用電表的讀數(shù)誤差，多用電表的選擇開關(guān)應(yīng)換用×1000（選填“×10”或“×1000”）歐姆擋；
改換選擇開關(guān)后，若測(cè)得阻值如圖（甲）中指針b所示，則Rx的阻值大約是6000Ω；
②現(xiàn)采用伏安法測(cè)鹽水柱Rx的電阻，有如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．鋰電池（電動(dòng)勢(shì)標(biāo)E稱值為3.7V）
B．電壓表V（量程4V，RV約為4.0kΩ）
C．電流表A1（量程100mA，RA1約為5Ω）
D．電流表A2（量程2mA，RA2約為50Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R1（0～40Ω，額定電流為1A）
F．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干
為了測(cè)定鹽水柱Rx的阻值，該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表應(yīng)該選擇A2（填A(yù)1或A2）．
③為探究導(dǎo)電溶液的電阻在體積V相同時(shí)，電阻值R與長(zhǎng)度L的關(guān)系．該小組同學(xué)通過握住乳膠管兩端把它均勻拉長(zhǎng)改變長(zhǎng)度，多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得稀鹽水柱長(zhǎng)度L和電阻R的數(shù)據(jù)．為了定量研究電阻R與長(zhǎng)度L的關(guān)系，該小組用縱坐標(biāo)表示電阻R，作出了如圖（乙）所示的圖線，你認(rèn)為橫坐標(biāo)表示的物理量是L2．（選填L、$\frac{1}{L}$、L2或$\frac{1}{{L}^{2}}$）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．如圖所示，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星，均為地球同步衛(wèi)星．某時(shí)刻位于軌道上的A、B兩位置．設(shè)地球表面赤道處的重力加速度為g，地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T．則（　�。�
A．兩衛(wèi)星軌道半徑均為$\root{3}{{{R^3}+{{（{\frac{RT}{2π}}）}^2}g}}$
B．兩衛(wèi)星軌道半徑均為$\root{3}{{{{（{\frac{RT}{2π}}）}^2}g}}$
C．衛(wèi)星1由A運(yùn)動(dòng)到B所需的最短時(shí)間為$\frac{T}{3}$
D．兩衛(wèi)星角速度大小均為$\frac{2π}{T}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)薄壁圓柱形容器內(nèi)壁光滑，右端中心處開有圓孔．質(zhì)量為m的某種理想氣體被一個(gè)質(zhì)量與厚度均不計(jì)的可自由移動(dòng)活塞封閉在容器內(nèi)，開始時(shí)氣體溫度為27℃，活塞與容器底距離為$\frac{2}{3}$L．現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱，已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，絕對(duì)零度為-273℃，求氣體溫度為207℃時(shí)的壓強(qiáng)．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，在光滑的水平面上有一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量分布均勻的繩子．在水平向左的恒力F作用下從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)．繩子中某點(diǎn)到繩子左端的距離為x，設(shè)該處繩的張力大小為T，則能正確描述T與x之間的關(guān)系的圖象是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，記錄小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間，小車中可以放置砝碼．

實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將木板左端略微抬高，這樣做的目的是平衡小車所受到的摩擦力；
（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d=5.50mm，再用刻度尺量得A、B之間的距離為L(zhǎng)；
（3）將小車停在C點(diǎn)，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄此時(shí)小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m，小車通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間分別為t1、t2，則可以探究小車通過A、B過程中合外力做功與動(dòng)能的變化的關(guān)系，已知重力加速度為g，探究結(jié)果的表達(dá)式是mgL=$\frac{1}{2}$Md2（$\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}}$）；．（用相應(yīng)的字母m、M、t1、t2、L、d表示）；
（4）在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復(fù)③的操作．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖所示，天花板下懸掛一開口向下，導(dǎo)熱性能良好的氣缸，缸內(nèi)有一重為G，橫截面積為S的活塞，與氣缸緊密接觸且可無摩擦地滑動(dòng)．設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，當(dāng)環(huán)境溫度為T0時(shí)，活塞距缸底的距離為h0
①若活塞下再吊一重為G的重物，求穩(wěn)定時(shí)活塞下移的距離
②若不掛重物，通過緩慢升高溫度，使活塞下移的距離與①問中下移的距離相同，求升高的溫度．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．一人騎自行車在水平直路上勻速行駛，自行車所受路面摩擦力為20N，當(dāng)行駛10m時(shí)，人對(duì)自行車做了多少功？同時(shí)有哪些能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化？轉(zhuǎn)化了多少？（不計(jì)自行車的機(jī)械摩擦）

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