Question

【題目】如圖，鐵路在彎道處的內外軌道高低是不同的，已知內外軌道對水平面傾角為，彎道處的圓弧半徑為R，若質量為m的火車以速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，下面分析正確的是

A.

B. 若火車速度小于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向內

C. 若火車速度大于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向外

D. 無論火車以何種速度行駛，對內側軌道都有壓力

Answer 1

【答案】C

【解析】AD、火車以某一速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由圖可以得出：

（為軌道平面與水平面的夾角

合力等于向心力，由牛頓第二定律得： ，解得： ，故AD錯誤；

B、當轉彎的實際速度小于規定速度時，火車所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火車有向心趨勢，故其內側車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓，內軌受到側壓力作用方向平行軌道平面向內，故B錯誤；

C、當轉彎的實際速度大于規定速度時，火車所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火車有離心趨勢，故其外側車輪輪緣會與鐵軌相互擠壓，外軌受到側壓力作用方向平行軌道平面向外，故C正確；

故選：C