鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m，軌距是1.435m，規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h，內(nèi)、外軌的高度差該是多大才能使鐵軌不受輪緣的擠壓？保持內(nèi)、外軌的這個高度差，如果車的速度大于或小于72km/h，會分別發(fā)生什么現(xiàn)象？說明理由．

答案：略
解析：

內(nèi)外軌高度差為0.195m．當v＞72km/h時，火車外側(cè)車輪的輪緣向外擠壓外軌；當v＞72km/h時，火車內(nèi)側(cè)車輪的輪緣向外擠壓內(nèi)軌．

由于軌道平面與水平面間的夾角一般很小，可以近似地認為

代入上式得∶

所以內(nèi)、外軌的高度差為

．

(1)如果車速v＞72km/h(20m/s)，F將小于需要的向心力，所差的需要由外軌對輪緣的彈力來彌補，這樣就出現(xiàn)外側(cè)車輪的輪緣向外擠壓外軌的現(xiàn)象．

(2)如果車速v＞72km/h，F將大于需要的向心力，超出的則由內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣的壓力來平衡，這樣就出現(xiàn)內(nèi)側(cè)車輪的輪緣向外擠壓內(nèi)軌的現(xiàn)象．

知道火車轉(zhuǎn)彎時的向心力的來源是分析解答此題的關(guān)鍵，彎道處內(nèi)、外軌的高度差h的選取不僅與半徑r有關(guān)，還與火車在彎道上行駛的速率有關(guān)．利用數(shù)學上的近似處理才得的關(guān)系式．


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h．L為兩軌間的距離，且L＞h．如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于
Rgh
L
，則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

某段鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為r，兩鐵軌高度差為h，兩鐵軌間距離為L，火車轉(zhuǎn)彎時可以簡化為質(zhì)點做圓周運動，問：
（1）當列車的運動速率為多大時，車輪才恰好與鐵軌間不發(fā)生側(cè)壓．
（2）若列車通過轉(zhuǎn)彎處速度過快，可能產(chǎn)生怎樣后果？（不必分析理由）
（3）隨著人們生活節(jié)奏加快，對交通運輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊�，國家對鐵路運輸不斷進行提速，如果要求列車通過鐵路轉(zhuǎn)彎處速率也相應(yīng)提高，且車輪與鐵軌間仍不發(fā)生側(cè)壓，在原來鐵路轉(zhuǎn)彎處應(yīng)進行怎樣的改造？

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科目：高中物理 來源： 題型：

鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L＞＞h，已知θ角很小時sinθ近似等于tanθ．如果列車轉(zhuǎn)彎時鐵軌與輪緣間無擠壓，則列車運行的速率為（　�。�

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年四川省雅安中學高一下學期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：單選題

鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L>h，如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于，則 （     ）

A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓B．鐵軌與輪緣間無擠壓
C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓

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科目：高中物理 來源：2015屆四川省高一下學期期中考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L>h，如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于，則 （     ）

A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓              B．鐵軌與輪緣間無擠壓

C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓              D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓

 

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