鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300 m,軌距是1435 mm,規(guī)定火車(chē)通過(guò)這里的速度是72 km/h,?內(nèi)外軌的高度差是多大才能使鐵軌不受輪緣的擠壓?保持內(nèi)外軌的這個(gè)高度差,如果車(chē)的速度大于或小于72 km/h,會(huì)分別發(fā)生什么現(xiàn)象?說(shuō)明理由.

解析：火車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力在“臨界”狀況時(shí)由火車(chē)所受的重力和軌道對(duì)火車(chē)的支持力的合力提供.如圖5-6-3所示,圖中h為內(nèi)外軌高度差,d為軌距.

圖5-6-3

    F=mgtanα=,

    由于軌道平面與水平面間的夾角一般很小,可以近似地認(rèn)為tanα≈sinα=，代入上式得:

    所以?xún)?nèi)外軌的高度差為.

(1)如果車(chē)速v＞72 km/h(20 m/s),F將小于需要的向心力,所差的仍需要由外軌對(duì)輪緣的彈力來(lái)彌補(bǔ).這樣就出現(xiàn)外側(cè)車(chē)輪的輪緣向外擠壓外軌的現(xiàn)象.

(2)如果車(chē)速v＜72 km/h,F將大于需要的向心力,超出的則由內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車(chē)輪輪緣的壓力來(lái)平衡,這樣就出現(xiàn)內(nèi)側(cè)車(chē)輪的輪緣向外擠壓內(nèi)軌的現(xiàn)象.


練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h．L為兩軌間的距離，且L＞h．如果列車(chē)轉(zhuǎn)彎速率大于
Rgh
L
，則（　�。�

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某段鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為r，兩鐵軌高度差為h，兩鐵軌間距離為L(zhǎng)，火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)可以簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，問(wèn)：
（1）當(dāng)列車(chē)的運(yùn)動(dòng)速率為多大時(shí)，車(chē)輪才恰好與鐵軌間不發(fā)生側(cè)壓．
（2）若列車(chē)通過(guò)轉(zhuǎn)彎處速度過(guò)快，可能產(chǎn)生怎樣后果？（不必分析理由）
（3）隨著人們生活節(jié)奏加快，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊�，�?guó)家對(duì)鐵路運(yùn)輸不斷進(jìn)行提速，如果要求列車(chē)通過(guò)鐵路轉(zhuǎn)彎處速率也相應(yīng)提高，且車(chē)輪與鐵軌間仍不發(fā)生側(cè)壓，在原來(lái)鐵路轉(zhuǎn)彎處應(yīng)進(jìn)行怎樣的改造？

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鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)軌道和外側(cè)軌道的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L＞＞h，已知θ角很小時(shí)sinθ近似等于tanθ．如果列車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓，則列車(chē)運(yùn)行的速率為（　�。�

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鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L>h，如果列車(chē)轉(zhuǎn)彎速率大于，則 （     ）

A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓B．鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓
C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓

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鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L>h，如果列車(chē)轉(zhuǎn)彎速率大于，則 （     ）

A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓              B．鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓

C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓              D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓

 

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