Question

18．2013年12月28日，桂林-长沙南G字头高速动车组列车正式开通，标志着永州进入了高铁时代，如图所示．若将火车转弯近似看成匀速圆周运动，火车速度的提高可能会使拐弯处轨道的外轨受损，为了解决火车高速转弯时不使外轨受损这一问题，下列措施可行的是（　　）

• A． 增加拐弯处内外轨的高度差
• B． 减小拐弯处内外轨的高度差
• C． 减小弯道处的半径
• D． 增加列车质量

Answer 1

分析 火车转变时需要向心力，为了火车高速转弯时不使外轨受损，则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根据牛顿第二定律分析．

解答 解：火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压．此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图．
F=mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{r}$
v=$\sqrt{grtanθ}=\sqrt{gr\frac{h}{l}}$；
当火车速度增大时，为了解决火车高速转弯时不使外轨受损这一问题，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差；故选项A正确，BCD错误．
故选：A

点评 火车转弯是向心力的实际应用之一，应掌握火车向心力的来源，以及如何减小内外轨道的压力．