题目内容
【题目】铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。已知内外轨道所处平面与水平面间倾角为θ,如图所示。弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以v =的速度转弯时,则内外轨都不会受到火车轮的侧压力,此时铁轨对火车的支持力为N ,那么( )
A. 火车转弯的实际速度大于v时,外轨对外侧车轮轮缘有侧压力,此时火车受到铁轨的支持力大于N
B. 火车转弯的实际速度大于v时,内轨对内侧车轮轮缘有侧压力,此时火车受到铁轨的支持力小于N
C. 火车转弯的实际速度小于v时,外轨对外侧车轮轮缘有侧压力,此时火车受到铁轨的支持力大于N
D. 火车转弯的实际速度小于v时,内轨对内侧车轮轮缘有侧压力,此时火车受到铁轨的支持力小于N
【答案】AD
【解析】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
由图可以得出(为轨道平面与水平面的夹角),合力等于向心力,故,计算得出;
AB、当转弯的实际速度大于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,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方向平行轨道平面向外,故A正确,B错误;
CD、当转弯的实际速度小于规定速度时,火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力,火车有向心趋势,故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压,内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内,故C错误,D正确;
故选AD。
【题目】(6分)某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置,如图在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验:
A.实验前在白纸上画一条直线,并在线上标出a,b,c三点,且ab=bc=20.00cm,如图。 |
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中a点,记下此时木板与桌面的高度差h1=h. |
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中b点,记下此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00(cm)。 |
D.让钢球从斜面上的同一位置由静上滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中c点,记下此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00(cm)。 |
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0=______m/s,钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby=______m/s。已知钢球的重力加速度为g=10m/s2,空气阻力不计。(结果保留三位有效数字)