Question

在设计水平面内的火车轨道的转变处时，要设计为外轨高、内轨低的结构，即路基形成一外高、内低的斜坡（如图所示）。内、外两铁轨间的高度差在设计上应考虑到铁轨转弯的半径和火车的行驶速度大小。若某转弯处设计为当火车以速率v通过时，内、外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零。车轮与铁轨间的摩擦可忽略不计，则下列说法中正确的是

A．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受重力与铁轨对其支持力的合力提供向心力

B．当火车以速率v通过此弯路时，火车所受各力的合力沿路基向下方向

C．当火车行驶的速率大于v时，内侧铁轨对车轮的轮缘施加压力

D．当火车行驶的速率小于v时，内侧铁轨对车轮的轮缘施加压力

 

Answer 1

【答案】

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【解析】

试题分析：当火车以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供向心力，A正确；B错误；

若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨．C错误；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨．故D正确；

故选AD

考点：牛顿第二定律；向心力．

点评：火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力．若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力．