Question

9．全国铁路大面积提速后，干线的部分区段时速可达300多公里，我们乘坐这样的列车就可以体验时速300多公里的追风感觉．火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损．为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，以下措施可行的是（　　）

• A． 适当减小外轨与内轨的高度差
• B． 适当增加外轨与内轨的高度差
• C． 适当减小弯道半径
• D． 适当增大弯道半径

Answer 1

分析 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．根据牛顿第二定律进行分析．

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，使轨道倾斜，若火车速度合适，内外轨均不受挤压．
此时，重力与轨道的支持力的合力提供向心力，如图．
  F=mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得：v=$\sqrt{gRtanθ}$
则知：当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差；故AC错误，BD正确．
故选：BD．

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．