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，轮缘挤压外轨
• D、当火车以规定速度通过此弯路时，火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力

Answer 1

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

由向心力公式得：F_向=m

v2

r

=mgtanθ，则
A、火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧，故A正确；
B、m、v一定时，r越大，F_向越小，故B错误；
C、若火车运行速度小于此速度，则火车要做近心运动，会对轨道内侧造成挤压，故C错误；
D、当火车以规定速度通过此弯路时，火车所受重力、轨道面支持力的合力提供向心力，故D错误．
故选：A．

点评：本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析处理实际问题的能力，本题与圆锥摆问题类似，基础是对物体进行受力分析．