Question

据河南日报消息，京广铁路不久也将开通时速达到300公里以上“动车组”列车。届时，乘列车就可以体验时速300公里的追风感觉。我们把火车转弯近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损。为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是(   )

A.减小内外轨的高度差            B.增加内外轨的高度差

C.减小弯道半径              D.增大弯道半径

Answer 1

【知识点】向心力；牛顿第二定律．C2 D4

【答案解析】BD 解析： A、对运行的火车进行受力分析如图，得：mgtanθ＝m，由于θ较小，则tanθ≈sinθ≈，h为内外轨道的高度差，L为路面的宽度．

则mg＝，L、R一定，v增大，需要h增大．故A错误，B正确．    C、设弯道半径为R，路面的倾角为θ，由牛顿第二定律得       

 mgtanθ＝m，θ一定，v增大时，可增大半径R．故C错误，D正确．故选：BD

【思路点拨】火车高速转弯时不使外轨受损，则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根据牛顿第二定律分析．本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析处理实际问题的能力，本题与圆锥摆问题类似，基础是对物体进行受力分析．