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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5.
如图所示,点电荷+Q和-2Q分别固定在m,n两点,O点是MN连线的中心,以O为圆心的圆周上有A,B,C,D四点.下列说法正确的是( )
| A. | A、C两点电势差等于D、B两点电势差 | |
| B. | A点场强小于B点场强 | |
| C. | C点场强与D点场强大小相同,方向也相同 | |
| D. | 将某负电荷从O点移到D点,电场力做正功 |
3.
如图所示,北斗导航系统中两颗卫星,均为地球同步卫星.某时刻位于轨道上的A、B两位置.设地球表面赤道处的重力加速度为g,地球半径为R,地球自转周期为T.则( )
| A. | 两卫星轨道半径均为$\root{3}{{{R^3}+{{({\frac{RT}{2π}})}^2}g}}$ | |
| B. | 两卫星轨道半径均为$\root{3}{{{{({\frac{RT}{2π}})}^2}g}}$ | |
| C. | 卫星1由A运动到B所需的最短时间为$\frac{T}{3}$ | |
| D. | 两卫星角速度大小均为$\frac{2π}{T}$ |