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铁路转弯处的圆弧半径是300m,轨距是1.5m,规定火车通过这里的速度是20m/s,求内外轨的高度差该是多大,才能使铁轨不受轮缘的挤压.(g=10m/s2,当tanα很小时可以近似认为sinα=tanα)
根据牛顿第二定律得,mgtanθ=m
v2
R

解得:tanθ=
v2
gR
=
202
10×300
=
4
3

又sinθ=
h
L
=
h
1.5
=
4
3

得:h=2.0m;
答:内外轨的高度差该是2.0m,才能使铁轨不受轮缘的挤压.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在质量为M的物体内,有光滑的圆形轨道,有一质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动,A、C两点分别是轨道的最高点和最低点,B、D两点与圆心O在同一水平面上,在小球运动过程中,M静止于地面,那么关于M对地面的压力N和地面对M的摩擦力的方向,正确的是(  )
A.小球运动到A点时,N>Mg,摩擦力方向向左
B.小球运动到B点时,N>Mg,摩擦力方向向右
C.小球运动到C点时,N>(m+M)g,地面与M无摩擦
D.小球运动到D点时,N=(m+M)g,摩擦力方向向左

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最大,当汽车速率增为原来的2倍时,则汽车转弯轨道半径必须(  )
A.减为原来的
1
2
B.减为原来的
1
4
C.增为原来的2倍D.增为原来的4倍

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,其倾角为θ,弯道半径为r,若质量为m的火车转弯时速度小于
grtanθ
,则(  )
A.内轨对内测车轮轮缘有挤压
B.外轨对外测车轮轮缘有挤压
C.铁轨对火车的支持力等于
mg
cosθ
D.铁轨对火车的支持力小于
mg
cosθ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

某实验小组探究向心力F与角速度ω的关系,利用力传感器来测量力的大小,光电门传感器来测量挡光杆的挡光时间,进而求出角速度.实验装置如图1所示.
实验器材:数据采集器、光电门传感器、力传感器、向心力实验器、物理支架、计算机.
利用计算机软件对数据点进行分析.分别点击“一次拟合“、“二次拟合“、“三次拟合“,得出三条拟合图线.如图2所示(一次拟合表示因变量F和自变量ω成一次关系;二次拟合、三次拟合表示因变量与自变量成二、三次关系)观察记录数据与那种关系曲线共线,从而得出自变量和因变量的关系.
问题1:实验中,研究向心力与角速度关系采用的物理方法是______
问题2:根据图中的拟合的曲线可以得出什么结论:______
问题3:根据结论,可以判断如果是轻绳拉着小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,当质量与绳长相同时,角速度大的容易断还是角速度小的容易断______

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

绳系着装有水的小桶(可当做质点),在竖直平面内做圆周运动,水的质量m=0.5kg,绳长L=60cm,已知重力加速度g=10m/s2.求:
(1)水桶运动到最高点时水不流出的最小速率多大?
(2)如果运动到最高点时的速率V=3m/s2,水对桶底的压力多大?
(3)如果运动到最低点时的速率V=3m/s2,水对桶底的压力多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

用长短不同,材料相同的同样粗细的绳子,各栓着一个质量相同的小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动,那么(  )
A.小球以相同的线速度运动时,长绳易断
B.小球以相同的角速度运动时,长绳易断
C.小球以相同的角速度运动时,短绳易断
D.不管怎样都是短绳易断

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

质量为M的汽车通过凸形桥顶点时,对桥面的压力刚好是零.如果凸形桥的半径为R,则汽车的速度大小为(  )
A.v=
2gR
B.v=
gR
C.v>
gR
D.v<
gR

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

设地球自转周期为T,质量为M。引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为
A.B.C.D.

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