Question

4．在水平鐵路轉彎處，往往使外軌略高于內軌，對這種做法說法錯誤的是（　�。�

• A． 減輕火車輪子擠壓外軌
• B． 減輕火車輪子擠壓內軌
• C． 使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉彎所需向心力
• D． 限制火車向外脫軌

Answer 1

分析 火車轉彎時，為防止車輪邊緣與鐵軌間的摩擦，通常使外軌略高于內軌，火車高速轉彎時不使外軌受損，則拐彎所需要的向心力由支持力和重力的合力提供．根據牛頓第二定律分析．

解答 解：A、B、若鐵軌水平，火車轉彎時，由外軌的側壓力提供向心力，為了保護鐵軌，減小外軌所受的側壓力，往往使外軌略高于內軌．故A正確，B錯誤．
C、當兩鐵軌都不受側壓力時，由火車受到重力和支持力的合力完全提供向心力，如圖，此時有：
  F=mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$解得：v=$\sqrt{gRtanθ}$．故C正確；
D、當實際速度等于v時，內、外軌都不受輪緣擠壓；如果實際轉彎速度大于v，有離心趨勢，火車車輪與外側鐵軌擠壓，所以使外軌略高于內軌，限制火車向外脫軌．故D正確．
本題選錯誤的
故選：B

點評 本題是實際應用問題，考查應用物理知識分析處理實際問題的能力，本題與圓錐擺問題類似，關鍵是對火車進行受力分析．