Question

【題目】如圖所示，火車以一定的速率在半徑一定的軌道上轉彎時，內外軌道恰好對火車沒有側向作用力，不考慮摩擦和其它阻力，如果火車轉彎的速率增大時

A. 外側軌道將受到擠壓

B. 內側軌道將受到擠壓

C. 為了保證軌道沒有側向作用力，可減小內外軌道高度差

D. 軌道對火車的作用力和火車自身重力的合力變小

Answer 1

【答案】A

【解析】

火車在彎道處拐彎時火車的重力和軌道對火車的支持力的合力做為轉彎需要的向心力，當合力恰好等于需要的向心力時，火車對內外軌道都沒有力的作用，速度增加，就要對外軌擠壓，速度減小就要對內軌擠壓。

火車以某一速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如圖所示：

由圖可以得出：F合=mgtanθ，合力等于向心力，當θ很小時，有，可得：，由此可知為了保證軌道沒有側向作用力，可增大內外軌道高度差，故C錯誤；火車轉彎的速率增大時，火車所需要的向心力大于火車所受的重力和軌道對火車作用力的合力，火車有離心趨勢，故其外側車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓，外軌受到側壓力作用，故A正確，BD錯誤。所以A正確，BCD錯誤。