Question

12．如图所示为火车车轮在转弯处的截面示意图，轨道的外轨高于内轨，在此转弯处规定火车的行驶速度为v．若火车通过此弯道时超速了，则火车的轮缘会挤压外轨；若火车通过此弯道时速度小于v，则火车的轮缘会挤压内轨．（填“内”或“外”）

Answer 1

分析 火车在规定的速度转弯时，所需的向心力由支持力和重力的合力提供的．当速度大于规定速度时，合力已不足以提供所需的向心力，则由火车外轨挤压轮缘的力来弥补不足．当速度小于规定速度时，合力超过所需的向心力，则由火车内轨挤压轮缘的力来抵消一部分．

解答 解：当火车在规定的速度转弯时，由支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力．当速度大于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力不足以来供火车转弯，就会出现侧翻现象，导致火车轮缘挤压外轨，从而出现外轨对车轮的作用力来弥补支持力与重力的不足．
当火车速度小于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力大于所需的向心力．火车会做近心运动，导致火车轮缘挤压内轨．从而出现内轨对车轮的作用力来消弱支持力与重力的合力．
故答案为：外，内

点评 本题渗透物体做匀速圆周运动、离心运动及近心运动的判断条件，同时还体现火车转弯的常识，难度不大，属于基础题．