質(zhì)量為1000t的火車在軌道上行駛，內(nèi)外軌高度差h=0.20m，軌距d=1435mm，如圖所示，彎道半徑R=300m，重力加速度取．求：

(1)當火車的速度為=15m/s時，軌道受到的側壓力多大?方向如何?

(2)當火車的速度為=22m/s時，軌道受到的側壓力多大?方向如何?

答案：略
解析：

先將汽車轉彎這種生活現(xiàn)象抽象為圓周運動，再依據(jù)圓周運動的相關規(guī)律解決問題．當火車正常行駛時，輪與軌道間無側向壓力作用，火車只受軌道的支持力作用和火車的重力作用，如圖(甲)所示，其做圓周運動的圓心在水平面內(nèi)．將分解，則有，，

所以．即．

(1)由于15m/s＜20.4m/s，故火車應受到內(nèi)側軌道沿斜面向上的側壓力作用，火車受力如圖(乙)所示，其做圓周運動的圓心仍在水平面內(nèi)，將及分解，有①，②，由①式，得，

將代入②式，得，

代入有關數(shù)值，得，

所以，方向沿軌道平面斜向上．

(2)由于22m/s＞20.4m/s，故火車應受到外軌道沿斜面向下的側壓力作用，火車受力如圖(丙)所示，其做圓周運動的圓心仍在水平面內(nèi)，將和分解，所以有：③，④由③得，

將代入④有

，

代入相關數(shù)值解得，方向沿軌道平面斜向下．


練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道的高度是不同的，已知內(nèi)外軌平面對水平面的傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R，則質(zhì)量為m的火車在該彎道行駛時（　�。�

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科目：高中物理 來源：2013屆山東省兗州市高一下學期期中考試物理試題 題型：選擇題

鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，如圖2所示，已知內(nèi)外軌道平面對水平面傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R，則質(zhì)量為m的火車在該彎道處轉彎時

A．若火車行駛速度等于,則內(nèi)外軌道均不受擠壓

B．若火車行駛速度太小,內(nèi)軌對內(nèi)側車輪輪緣有擠壓           

C．若火車行駛速度太小,外軌對外側車輪輪緣有擠壓

D．若火車行駛速度等于,這時鐵軌對火車的支持力等于   

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道的高度是不同的，已知內(nèi)外軌平面對水平面的傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R，則質(zhì)量為m的火車在該彎道行駛時（　�。�
A．若火車行駛的速度等于（gRtanθ） 
1
2
，這時軌道對火車的支持力為
mg
cosθ
B．若火車行駛的速度大于（gRtanθ） 
1
2
，內(nèi)軌對內(nèi)側車輪有擠壓
C．若火車行駛的速度小于（gRtanθ） 
1
2
，外軌對外側車輪有擠壓
D．無論火車行駛的速度大小，內(nèi)外軌道均不受擠壓

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年福建省福州市永泰一中高一（下）第二次月考物試卷（解析版） 題型：選擇題

鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道的高度是不同的，已知內(nèi)外軌平面對水平面的傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R，則質(zhì)量為m的火車在該彎道行駛時（ ）
A．若火車行駛的速度等于（gRtanθ），這時軌道對火車的支持力為
B．若火車行駛的速度大于（gRtanθ），內(nèi)軌對內(nèi)側車輪有擠壓
C．若火車行駛的速度小于（gRtanθ），外軌對外側車輪有擠壓
D．無論火車行駛的速度大小，內(nèi)外軌道均不受擠壓

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