题目内容

【题目】如图,铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是

A.

B. 若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内

C. 若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外

D. 无论火车以何种速度行驶,对内侧轨道都有压力

【答案】C

【解析】AD、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,由牛顿第二定律得: 解得: ,故AD错误;

B、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B错误;

C、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C正确;

故选:C

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