火车以某一速率v通过某一弯道时，内外轨道均不受侧向压力作用，下列分析正确的是： A．轨道半径B．若火车速率大于时，外轨将受到侧向压力作用C．若火车速率小于时，内

题型：不详难度：来源：

火车以某一速率v通过某一弯道时，内外轨道均不受侧向压力作用，下列分析正确的是：

A．轨道半径

B．若火车速率大于

时，外轨将受到侧向压力作用

C．若火车速率小于

时，内轨将受到侧向压力作用

D．当火车质量改变时，要使内外轨道都不受侧向压力作用，其行驶的速率v也要改变

答案

解析

分析：火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，先平行四边形定则求出合力，再根据根据合力等于向心力求出转弯速度，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮．
解答：解：A、D、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力

由图可以得出，F_合=mgtanθ（θ为轨道平面与水平面的夹角），合力等于向心力，
故mgtanθ=m

，解得v=

，与火车质量无关，故A错误，D也错误；
B、当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故B正确；
C、当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故C正确；
故选BC．
点评：本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析．

举一反三

（A组）如图所示，定滑轮的半径r="2" cm，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a＝2 m/s2做匀加速运动，在重物由静止下落距离为1 m的瞬间，求滑轮边缘上的点的角速度和向心加速度。

（B组）在竖直平面内有一个粗糙的1/4圆弧轨道，其半径R＝0.4m，轨道的最低点距地面高度H=0.8m。一质量m＝0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道。落地点距轨道最低点的水平距离S＝0.8m。空气阻力不计，g取10 m/s2，求：
（1）小滑块离开轨道时的速度大小；
（2）小滑块运动到B点时，小球对轨道的压力多大？