Question

【題目】隨著人們生活節(jié)奏加快，對交通運輸?shù)目旖萏岢隽烁�高的要求。為了提高運輸力，國家對鐵路不斷進行提速，鐵道部決定從2007年4月18日起，全國鐵路正式實施第六次大面積提速，時速將達到200公里以上。若火車轉彎可以看成是做勻速圓周運動，為保證絕對安全，彎道處要求外軌比內(nèi)軌高.設轉彎處的彎道半徑，內(nèi)外軌高度差，兩鐵軌間距為，火車質量為，(由于軌道傾角較小，可認為≈，≈1)則：

(1)如果要求內(nèi)外軌道均不向車輪輪緣施加側向壓力，火車速度應為多大?

(2)若火車速度大于，大小為，這時是外軌承受側壓力還是內(nèi)軌承受側壓力?側壓力多大?

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

（1）轉彎中，當內(nèi)外軌道對車輪沒有側向壓力時，火車的受力如甲圖：由牛頓第二定律可知：mgtanθ=m

因θ很小，則

解得

（2）若火車的速度大于v0，大小為v，則這時外軌承受側壓力，以火車為研究對象，受力分析如乙圖；由牛頓第二定律：

因，cosθ≈1

解得