题目内容
12.如图所示,火车质量为M,火车转弯半径为R,铁轨平面倾角为θ,当火车以速率v0驶过转弯处时,由重力和支持力的水平合力完全提供向心力,重力加速度为g,下列说法不正确的是( )A. | 当以速率v0行驶时,向心力大小为m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$ | |
B. | 当以速率v0行驶时,向心力大小为mgtanθ | |
C. | 当以速率v(v>v0)行驶时,火车轮缘与外轨挤压 | |
D. | 当以速率v(v>v0)行驶时,火车轮缘与内轨挤压 |
分析 火车转弯时,为了保护铁轨,应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦,故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力,可以根据牛顿第二定律列式求得转弯速度v;如果实际转弯速度大于v,有离心趋势,与外侧铁轨挤压;反之,挤压内侧铁轨.
解答 解:A、火车转弯时做匀速圆周运动的一部分,故根据牛顿第二定律可知F=$\frac{{mv}_{0}^{2}}{R}$,故A正确;
B、对火车受力分析,重力和支持力的合力提供向心力,故F=mgtanθ,故B正确;
C、当以速率v(v>v0)行驶时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,还需要火车轮缘与外轨挤压提供部分向心力,故C正确,D错误;
因选不正确的,故选:D
点评 本题关键根据牛顿第二定律,从保护铁轨的角度得出火车车轮边缘与铁轨恰好无挤压的临界速度,然后结合离心运动的知识进行分析讨论.
练习册系列答案
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3.如图所示为甲、乙两个物体在同一条直线上运动的v-t图象.t=0时两物体相距1.5m,在t=1s时两物体相遇,下列说法正确的是( )
A. | t=0时,甲物体的速度为3m/s | B. | t=2s时,两物体相距最远 | ||
C. | t=3s时,两物体再次相遇 | D. | t=4s时,甲物体在乙物体后3m处 |
20.如图所示,一物块以6m/s的初速度从曲面A点下滑,运动到B点速度仍为6m/s,若物体以7m/s的初速度仍由A点下滑,则运动到B点时的速度( )
A. | 大于7 m/s | B. | 小于7m/s | ||
C. | 等于7m/s | D. | 条件不足,无法计算 |
7.小球以水平速度进入一个水平放置的光滑的螺旋形轨道,轨道半径逐渐减小,则( )
A. | 球的向心加速度不断增大 | B. | 球的角速度不断减小 | ||
C. | 球对轨道的压力不断增大 | D. | 小球运动周期不断增大 |