cos������ ������������ D.这时铁轨对火车的支持力大于 cos������
解析:
由牛顿第二定律 F
������2 ,解得 合=m ������
F
合
=mgtan θ,此时火车受重力和
������������ ,内、外轨 cos������
铁路轨道的支持力作用,如图所示,FNcos θ=mg,则 FN= 道对火车均无侧压力,故 C 正确,A、B、D 错误。 答案:C
迁移应用 铁路转弯的圆弧半径是 300 m,轨距是 1 435 mm,规定火车通过 这里的速度是 72 km/h。则: (1)内外轨的高度差该是多大时才能使铁轨不受轮缘的挤压? (2)保持内外轨的这个高度差,如果车的速度大于或小于 72 km/h,会分别发生什么现象?说明理由。 解析:(1)火车在转弯时所需的向心力在“临界”状况时由火车所 受的重力和轨道对火车的支持力的合力提供,如图所示,图中 h 为内 外轨的高度差,d 为轨距。
思考探究 1.在平直轨道上匀速行驶的火车,所受的合力为零,那么火车在 转弯时呢?是什么力提供向心力? 答案:火车转弯时,所受合力不再是零;此时需要铁轨对火车提 供水平方向的力充当向心力。 2.内外铁轨相平时,铁轨怎么会对火车提供水平方向的作用力 呢? 答案:内外轨相平时,外轨对火车外轮产生水平向里的弹力,提供 火车转弯所需的向心力。 3.内外铁轨相平时,外轨对外轮轮缘的弹力提供使火车转弯的 向心力,这种方法在实际中可取吗?为什么? 答案:这种方法不可取,因为火车质量巨大,转弯时需要巨大的向 心力,仅靠铁轨的侧向弹力提供的话,很容易损坏铁轨。 4.为了使铁轨不受到损坏,在铁轨铺设方面,应该采取怎样的措 施呢? 答案:在转弯处,使外轨略高于内轨,转弯时火车所受的重力和铁 轨对火车的弹力的合力充当向心力。
