Question

如图，铁路转弯处外轨应略高于内轨，火车必须按规定的速度行驶，则转弯时（ ）

A．火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧
B．弯道半径越大，火车所需向心力越大
C．火车的速度若小于规定速度，火车将做离心运动
D．火车若要提速行驶，弯道的坡度应适当增大

Answer 1

【答案】分析：火车转弯时，为防止车轮边缘与铁轨间的摩擦，通常做成外轨略高于内轨，使得火车按规定的速度行驶时，火车对轨道的合力垂直于轨道表面，否则会对其造成挤压以致损坏，（这就是为什么在拐弯处会有规定速度的原因）所以火车重力与轨道支持面支持力的合力提供向心力，速度大于规定速度时，会挤压外轨．
解答：解：火车转弯做匀速圆周运动，合力指向圆心，受力如图

由向心力公式
              F_向=m=mgtanθ
因而，m、v一定时，r越大，F_向越小；
合力F_向与m一定时v变大，r也应该变大；
v变大，要做离心运动，会对轨道外侧造成挤压；
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点评：火车转弯时，抓住合力提供向心力，即可列式求解！