Question

铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是（　　）
①减轻轮缘对外轨的挤压  　
②减轻轮缘与内轨的挤压
③火车无论以多大速度转弯，内外轨都不受轮缘挤压
④火车按规定的速度转弯，外轨就不受轮缘的挤压．

• A、①③
• B、①④
• C、②③
• D、②④

Answer 1

分析：火车转弯时，为防止车轮边缘与铁轨间的摩擦，通常做成外轨略高于内轨，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．根据牛顿第二定律分析．

解答：解：①、②当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压．设火车规定的转弯速度为v．
由牛顿第二定律得：
 
   F=mgtanθ=m

v2

R

解得：v=

gRtanθ

故①正确，②错误；
③、④当实际速度等于v时，内、外轨都不受轮缘挤压；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，故③错误，④正确；
故选：B．

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．