Question

全國(guó)鐵路大面積提速后，京哈、京滬、京廣、膠濟(jì)等提速干線的部分區(qū)段時(shí)速可達(dá)300公里，我們從濟(jì)南到青島乘“和諧號(hào)”列車就可以體驗(yàn)時(shí)速300公里的追風(fēng)感覺(jué)．火車轉(zhuǎn)彎可以看成是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火車速度提高會(huì)使外軌受損．為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)外軌受損這一難題，以下措施可行的是（　�。�
①適當(dāng)減小內(nèi)外軌的高度差　     
②適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差
③適當(dāng)減小彎道半徑　           
④適當(dāng)增大彎道半徑．

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

Answer 1

分析：火車高速轉(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)牛頓第二定律進(jìn)行分析．

解答：解：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)為減小外軌所受壓力，可使外軌略離于內(nèi)軌，使軌道傾斜，若火車速度合適，內(nèi)外軌均不受擠壓．
此時(shí)，重力與軌道的支持力的合力提供向心力，如圖．
  F=mgtanθ=m

v2

R

解得：v=

gRtanθ

則知：當(dāng)火車速度增大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大轉(zhuǎn)彎半徑或增加內(nèi)外軌道的高度差；故②④正確．
故選：D．

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)題類似，基礎(chǔ)是對(duì)物體進(jìn)行受力分析．