Question

20．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于$\sqrt{gRtanθ}$，则火车不挤压内外轨道，若速度大于$\sqrt{gRtanθ}$则火车挤压外轨道，若速度小于$\sqrt{gRtanθ}$则火车挤压内轨道．（填“内”或“外”）

Answer 1

分析 火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，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：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$\sqrt{gRtanθ}$，由题知，质量为m的火车转弯时速度大于$\sqrt{gRtanθ}$，所以外轨对内侧车轮轮缘有挤压，质量为m的火车转弯时速度小于$\sqrt{gRtanθ}$，所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压，
故答案为：外，内

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有作用力