Question

在設(shè)計水平面內(nèi)的火車軌道的轉(zhuǎn)變處時，要設(shè)計為外軌高、內(nèi)軌低的結(jié)構(gòu)，即路基形成一外高、內(nèi)低的斜坡（如圖所示）．內(nèi)、外兩鐵軌間的高度差在設(shè)計上應考慮到鐵軌轉(zhuǎn)彎的半徑和火車的行駛速度大�。�若某轉(zhuǎn)彎處設(shè)計為當火車以速率v通過時，內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零．車輪與鐵軌間的摩擦可忽略不計，則下列說法中正確的是（ ）

A．當火車以速率v通過此彎路時，火車所受重力與鐵軌對其支持力的合力提供向心力
B．當火車以速率v通過此彎路時，火車所受各力的合力沿水平方向
C．當火車行駛的速率大于v時，外側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力
D．當火車行駛的速率小于v時，外側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力

Answer 1

【答案】分析：轉(zhuǎn)彎處設(shè)計為當火車以速率v通過時，內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零．此時靠重力和支持力的合力提供向心力．根據(jù)牛頓第二定律進行分析．
解答：解：A、火車拐彎時，當內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圓心．故A、B正確．
C、當速度大于v時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，此時外軌對車輪輪緣施加壓力．故C正確．
D、當速度小于v時，重力和支持力的合力大于向心力，此時內(nèi)軌對車輪輪緣施加壓力．故D錯誤．
故選ABC．
點評：解決本題的關(guān)鍵知道當合力等于向心力，物體做圓周運動，當合力小于向心力，物體做離心運動，當合力大于向心力，物體做近心運動．