Question

2013年元旦前夕，备受全球注目的京广高铁全线贯通，全程2298公里，列车时速达到350公里以上．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．减小内外轨的高度差

B．增加内外轨的高度差

C．减小弯道半径

D．减小火车载重

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．根据牛顿第二定律分析．

解答：解：A、对运行的火车进行受力分析如图，得mgtanθ=m

v2

R

：，由于θ较小，则tanθ≈sinθ≈

h

L

，h为内外轨道的高度差，L为路面的宽度．
则，L、R一定，v增大，需要h增大．故A错误，B正确．
C、设弯道半径为R，路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得 mgtanθ=m

v2

R

，θ一定，v增大时，可增大半径R．故C错误，
D、由公式可知，两端的质量可以消去，故改变质量时，外轨仍受到挤压，故减小火车的载重不能起关键作用，故D错误；
故选：B

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，关键是对物体进行受力分析．