铁路转弯处的弯道半径r是根据地形来决定的,弯道处要求外轨比内 轨高,其内、外轨高度差为h的设计不仅与轨道半径有关,还取决与火车在弯道上行驶的速度,表一是铁路设计
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铁路转弯处的弯道半径r是根据地形来决定的,弯道处要求外轨比内 轨高,其内、外轨高度差为h的设计不仅与轨道半径有关,还取决与火车在弯道上行驶的速度,表一是铁路设计
题型:不详
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铁路转弯处的弯道半径r是根据地形来决定的,弯道处要求外轨比内 轨高,其内、外轨高度差为h的设计不仅与轨道半径有关,还取决与火车在弯道上行驶的速度,表一是铁路设计人员技术手册中弯道半径r与对应的轨道高度差h:
(1)根据表一中的数据,计算出每个弯道的轨道半径的倒数,填入表二中,并根据表中的数据在给定的h—1/r坐标(图4-4-10)中做出试导出h—1/r图象,根据图象可得出h与r关系是:
.
(2)铁路建成以后,火车在通过弯道时,为保证安全,要求内、外轨对车轮均不产生侧向力,又已知我国铁路内、外轨的间距设计值为L=1435mm,结合表中数据计算出我国火车的转弯速率v=
.(以kn/h为单位,结果取整数,当路轨倾角很小时有:sinθ≈tanθ).
(3)随着人民生活节奏的加快,对交通运输的快捷提出了跟高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高,请你根据上述计算和表格分析提出应采取怎样的有效措施?至少提出两点:
①
.
②
.
答案
(1)每个弯道的轨道半径的倒数,如小表:
根据表二的数据做出的1/r—h图像如图1所示,从图像中可以看出,做出的图像是一条直线,说明内、外轨道高度差h 与轨道半径的倒数1/r成正比,即内、外轨道高度差h 与轨道半径r成反比,设其比例系数为k,则有:
(1)
根据表中的数据,可得:k=33.即
(填表、作图、得出表达式各2分
解析
(1)计算倒数体表即可。根据表二的数据做出的1/r—h图像如图1所示,从图像中可以看出,做出的图像是一条直线,说明内、外轨道高度差h 与轨道半径的倒数1/r成正比,即内、外轨道高度差h 与轨道半径r成反比,设其比例系数为k,则有:
根据表中的数据,可得:k=33.即
(2)根据三角形角关系可得
,对火车的受力分析可得
,因为
很小,所以sinθ≈tanθ,故
,所以向心力
,又因为
,所以
,又因为
,所以带入可得
.
(3)由上表达式可得,提高速度可采用适当增加内外轨的高度差,或者适当增加轨道半径,
举一反三
下图为用10等分游标尺进行一次测量时的示意图,此时游标卡尺的读数为
________mm.
题型:不详
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某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图,其中
为固定橡皮条的固定点,
为橡皮条与细绳的结合点,图中
___________
是
、
合力的理论值,
是合力的实验值,需要进行比较的是
与
的
和
,通过本实验,可以得出结论:
。
题型:不详
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用如图(甲)所示的装置,探究“加速度与力、质量”的关系的实验中,三名同学分别先保持小车质量不变,把钩码的重力当作小车所受的拉力,研究加速度与力的关系,根据测得的多组数据画出a – F关系图线分别如图
(乙)a、b、c所示。
某同学看到a、b、c三个图线,认为都存在误差,则该同学对误差的主要原因的分析正确的是
A.a图线不过原点的主要原因是该同学实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
B.b图线不过原点的主要原因是该同学实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
C.c图线出现明显偏离直线的主要原因是所挂钩码的总质量太大
D.c图线出现明显偏离直线的主要原因是所用小车的质量太大
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如图所示,图1中螺旋测微器的读数为_____mm,图2中游标卡尺的读数为_____cm.
题型:不详
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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压有交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对图中纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下列几个操作步骤中:
A.按照图示,安装好实验装置;
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先释放重锤,后接通电源,纸带随着重锤运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。没有必要的是
,操作错误的是
。(填步骤前相应的字母)
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落过程加速度a的大小。根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示,电源频率为f,则a的表达式为:a=
。(用s
1
、s
2
、s
3
、s
4
及f表示)
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