精英家教網(wǎng)鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ,彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車以速度v通過該彎道時(shí),內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用,下面分析正確的是( 。
A、v=
gRtanθ
B、軌道半徑R=
v2
g
C、若火車速度小于v時(shí),外軌將受到側(cè)壓力作用
D、若火車速度大于v時(shí),內(nèi)軌將受到側(cè)壓力作用
分析:據(jù)題分析可知,火車以軌道的速度v轉(zhuǎn)彎時(shí),其所受的重力和支持力的合力提供向心力,先平行四邊形定則求出合力,再根據(jù)根據(jù)合力等于向心力求出轉(zhuǎn)彎速度,當(dāng)轉(zhuǎn)彎的實(shí)際速度大于或小于軌道速度時(shí),火車所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火車有離心趨勢或向心趨勢,故其輪緣會擠壓車輪.
解答:精英家教網(wǎng)解:A、B:火車以某一速度v通過某彎道時(shí),內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力,如圖所示,由圖可以得出:
 F=mgtanθ
合力等于向心力,故得:mgtanθ=m
v2
R

解得:v=
gRtanθ
,R=
v2
gtanθ
,故A正確,故B錯(cuò)誤;
C、若火車速度小于v時(shí),火車所需要的向心力Fn=m
v2
R
小于火車所受的重力和支持力的合力,火車有向心趨勢,故其內(nèi)側(cè)車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓,內(nèi)軌受到側(cè)壓力作用,故C錯(cuò)誤;
D、若火車速度大于v時(shí),火車所需要的向心力Fn=m
v2
R
大于火車所受的重力和支持力的合力,火車有離心趨勢,故其外側(cè)車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓,外軌受到側(cè)壓力作用,故D錯(cuò)誤;
故選:A.
點(diǎn)評:本題關(guān)鍵抓住火車所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的臨界情況,計(jì)算出臨界速度,然后根據(jù)離心運(yùn)動和向心運(yùn)動的條件進(jìn)行分析.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ,彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車以速度v通過某彎道時(shí),內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用,下面分析正確的是( 。

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如圖所示,鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ,彎道處的圓弧半徑為R,質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎下列說法正確的是( 。

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鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ,如圖所示彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于
Rgtanθ
,則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ,如圖所示.彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車以v=
gRtanθ
的速度轉(zhuǎn)彎時(shí),則內(nèi)外軌都不會受到火車輪的側(cè)壓力,此時(shí)火車對鐵軌的支持力為N,那么( 。

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精英家教網(wǎng)鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,其傾角為θ,彎道半徑為r,若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度V<v0=
grtanθ
,則( 。
A、內(nèi)軌對內(nèi)測車輪輪緣有擠壓
B、外軌對外測車輪輪緣有擠壓
C、鐵軌對火車的支持力等于
mg
cosθ
D、鐵軌對火車的支持力小于
mg
cosθ

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