题目内容

15.火车以半r=900m转弯,火车质量为8×105kg,轨道宽为l=1.4m,外轨比内轨高h=14cm,为了使铁轨不受轮缘的挤压,火车的速度应为多大?(g取10m/s2

分析 火车拐弯时不受轮缘的挤压时,靠重力和支持力的合力提供向心力.由牛顿第二定律、向心力和数学知识解答.

解答 解:火车拐弯时不受轮缘的挤压时,靠重力和支持力的合力提供向心力,其受力如图.
根据牛顿第二定律得,mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
因θ很小,则有 tanθ≈sinθ=$\frac{h}{l}$
联立得 v=$\sqrt{\frac{ghR}{l}}$=$\sqrt{\frac{10×0.14×900}{1.4}}$=30m/s.
答:为了使铁轨不受轮缘的挤压,火车的速度应为30m/s.

点评 解决本题的关键理清向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解

练习册系列答案
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6.某学习小组要探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系.选取一根乳胶管,里面灌满了稀盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的圆柱形盐水柱.进行了如下实验:

①用多用电表粗测盐水的电阻:该小组首先选用“×100”欧姆挡,其阻值如图(甲)中指针a所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用×1000(选填“×10”或“×1000”)欧姆挡;
改换选择开关后,若测得阻值如图(甲)中指针b所示,则Rx的阻值大约是6000Ω;
②现采用伏安法测盐水柱Rx的电阻,有如下实验器材:
A.锂电池(电动势标E称值为3.7V)
B.电压表V(量程4V,RV约为4.0kΩ)
C.电流表A1(量程100mA,RA1约为5Ω)
D.电流表A2(量程2mA,RA2约为50Ω)
E.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流为1A)
F.开关S一只,导线若干
为了测定盐水柱Rx的阻值,该小组同学实验时电流表应该选择A2(填A1或A2).
③为探究导电溶液的电阻在体积V相同时,电阻值R与长度L的关系.该小组同学通过握住乳胶管两端把它均匀拉长改变长度,多次实验测得稀盐水柱长度L和电阻R的数据.为了定量研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图(乙)所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是L2.(选填L、$\frac{1}{L}$、L2或$\frac{1}{{L}^{2}}$)

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