[题目]铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高.其内外高度差h的设计不仅与r有关.还取决于火车在弯道上的行驶速率.下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h.弯道半径r/m660330220165132110内外轨高度差h/mm50100150200250300(1)根据表中数据.试导出h与r关系的表达式,并求� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率.下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h.

弯道半径r/m	660	330	220	165	132	110
内外轨高度差h/mm	50	100	150	200	250	300

(1)根据表中数据，试导出h与r关系的表达式,并求出当r=440 m时，h的设计值.

(2)铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1.500 m，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率(路轨倾角很小时，正弦值按正切值处理，结果可用根号表示，g=10 m／s2).

(3)随着人们生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求，为了提高运输能力，国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高，请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施.

【答案】(1) (2) v= m/s

(3)有效措施有:

①适当增大内外轨的高度差h；

②适当增大铁路弯道的轨道半径r.

【解析】(1)分析表中数据可得，h·r=660×50×10－3 m2=33 m2

当r=440 m时，有

(2)火车转弯时，若车轮对铁轨没有侧向压力，则火车的受力如图所示，由牛顿第二定律得

①

根据题意，因为θ很小，所以有

②

②联立得

代入数据得v= m/s

(3)有效措施有:

①适当增大内外轨的高度差h；

②适当增大铁路弯道的轨道半径r.

练习册系列答案

A. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零

B. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和

C. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

D. 恒力F与安培力的合力所做的功等于零

【题目】根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度．如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．

①用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图所示，读数为________mm.

②以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________．

A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽量长一些

B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度

D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T

E．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期

③如果某同学测得的值偏小，可能的原因是________．

A．误将摆线长当作摆长

B．测摆线线长时将摆线拉得过紧

C．摆动过程中悬挂点松动了

D．实验中误将49次全振动计为50次

【题目】某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如右上图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

(1)你认为还需要的实验器材有____________．

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_______________________，实验时首先要做的步骤是________________．

(3)在(2)的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动．用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1＜v2)．则本实验最终要验证的数学表达式为 ______________．(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)