Question

火车转弯处的路面往往有一个倾角，使得外轨略高于内轨．若火车以规定的车速行驶时，则向心力是（　　）

• A、外轨对轮的侧向压力
• B、内轨对轮的侧向压力
• C、火车的重力沿弯道倾角方向的分力
• D、内外轨对轮的支持力与火车重力的合力

Answer 1

分析：火车转弯时，有向心加速度，如果内外轨道一样高，外侧车轮的轮缘会挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力，但火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损．所以，通常用垫高外轨的办法，来减小轮缘与铁轨之间的相互作用．

解答：解：火车转弯时，使弯道的外轨道略高于内轨道，铁轨对火车的支持力N的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力．这就减轻了轮缘与外轨道的挤压．在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨道的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力N的合力来提供．即按要求安全转弯时由重力和支持力的合力提供向心力，故D正确，ABC均错误；
故选：D．

点评：向心力是按照效果命名的力，任何一个力或几个力的合力，只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力．如果认为做匀速圆周运动的物体多受一个向心力，那就不对了．