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12.2007年4月18日,全国铁路正式实施第六次大面积提速,中国铁路开启“追风时代”.火车时速达到200公里以上,其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达时速250公里.火车转弯时可以看成是做匀速圆周运动,火车速度提高会使外轨受损,为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题,你认为以下措施可行的是(  )
A.减小弯道半径B.增大弯道半径
C.减小内外轨的高度差D.增加内外轨的高度差

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.根据受力分析和牛顿第二定律分析.

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=$m\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:v=$\sqrt{gRtanθ}$
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.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.下列说法不正确的是(  )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.当物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略时,可以把物体看成质点
C.在描述物体的运动时,参考系的选取可以是任意的
D.速度和速率都是矢量

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.关于质点的位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法中正确的是(  )
A.只要物体的加速度不为零,它的速度就在变化
B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等
C.平均速率一定等于平均速度的大小
D.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.汽车的速度--时间图象如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.前4秒内,汽车一直做匀变速直线运动
B.前3秒汽车的位移为15米
C.第2秒末汽车的加速度为零
D.第2秒末汽车离出发点最远

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

7.作用在一个物体上的3个共点力,下面哪些组合力不可能为零(  )
A.1N  3N  6NB.10N  2N  5NC.3N  5N  9ND.5N  5N  9N

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

17.如图所示,面积为S的单匝闭合线框在磁感应强度为B匀强磁场中,以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,下列说法中错误的是(  )
A.在穿过线框的磁通量为$\frac{BS}{2}$的时刻,线框中的感应电动势为$\frac{BSω}{2}$
B.在穿过线框的磁通量为$\frac{\sqrt{2}BS}{2}$的时刻,线框中的感应电动势为$\frac{\sqrt{2}BSω}{2}$
C.线框转动四分之一周过程中,感应电动势的平均值为$\frac{2BSω}{π}$
D.线框转动一周过程中,感应电动势的平均值为0

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

4.关于匀速圆周运动的说法不正确的是(  )
A.匀速圆周运动一定是匀速运动
B.匀速圆周运动是变加速运动
C.匀速圆周运动是匀加速运动
D.做匀速圆周运动的物体所受的合外力可能为恒力

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R=0.2m的竖直圆形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为L=1m,水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然状态.质量为m=1kg的小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v0=2$\sqrt{3}$ m/s冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨道.物块A与PQ段间的动摩擦因数μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)物块A与弹簧刚接触时的速度大小v1
(2)物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度h1
(3)调节PQ段的长度L,A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当L满足什么条件时,物块A能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

5.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小
C.电容器C所带的电荷量增多D.a点的电势增高

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