问题详情:
铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的,已知内外轨道所在平面与水平面成θ,如图所示,水平弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以大于的速度匀速率转弯时,下列说法正确的是( )
A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压R
C. 这时铁轨对火车的支持力等于
D. 这时铁轨对火车的作用力等于mgcosθ
【回答】
考点: 向心力;牛顿第二定律.
专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用.
分析: 当合力恰好等于需要的向心力时,火车对内外轨道都没有力的作用,速度增加,就要对外轨挤压,速度减小就要对内轨挤压.
解答: 解:AB、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时,此时火车的速度正好是,当火车转弯的速度大于,需要的向心力增大,而重力与支持力的合力不变,所以合力小于了需要的向心力,外轨就要提供一定的力,所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压.故A错误,B正确.
C、当内外轨没有挤压力时,受重力和支持力,N=,由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面,可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力,由于竖直向上的分力的作用,使支持力变小.故CD错误.
故选:B
点评: 火车转弯主要是分析清楚向心力的来源,再根据速度的变化,可以知道对内轨还是对外轨由作用力.
知识点:向心力
题型:选择题