Question

【题目】如图所示，火车以一定的速率在半径一定的轨道上转弯时，内外轨道恰好对火车没有侧向作用力，不考虑摩擦和其它阻力，如果火车转弯的速率增大时

A. 外侧轨道将受到挤压

B. 内侧轨道将受到挤压

C. 为了保证轨道没有侧向作用力，可减小内外轨道高度差

D. 轨道对火车的作用力和火车自身重力的合力变小

Answer 1

【答案】A

【解析】

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。

火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如图所示：

由图可以得出：F合=mgtanθ，合力等于向心力，当θ很小时，有，可得：，由此可知为了保证轨道没有侧向作用力，可增大内外轨道高度差，故C错误；火车转弯的速率增大时，火车所需要的向心力大于火车所受的重力和轨道对火车作用力的合力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用，故A正确，BD错误。所以A正确，BCD错误。