Question

2007年4月18日，全国铁路正式实施第六次大面积提速，火车时速达到200公里以上，其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达时速250公里，我们乘“和谐号”列车可以体验250km/h的追风感觉．火车转弯时可以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（　　）
①增加内外轨的高度差  ②减小内外轨的高度差  ③增大弯道半径  ④减小弯道半径．

A．①③

B．②③

C．①④

D．②④

Answer 1

分析：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．根据受力分析和牛顿第二定律分析．

解答：解：火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压．
此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图．
F=mgtanθ=

mv2

R

解得：v=

gRtanα

当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差；故①③正确，②④错误．
故选：A．

点评：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．