Question

火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，外轨对轮缘（如图a所示）挤压的弹力F提供了火车转弯时的向心力（如图b所示）．但是靠这种办法得到向心力，铁轨和铁轮极易受损．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于外轨（如图c所示）,当火车以规定的行驶速度转弯时，内外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，则下列说法正确的是(    )

A. 当火车的速率小于v时，火车将有向外侧冲出轨道的危险

B. 当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压

C. 当火车的速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压

D. 当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变

Answer

C

【解析】

火车以规定的速率v驶过弯道时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，此时火车靠重力和支持力的合力提供向心力，根据 得， ；当火车的速率小于v时，重力和支持力的合力大于向心力，此时内轨对轮缘有挤压，故AB错误．当火车的速率大于v时，重力和支持力的合力小于向心力，此时外轨对轮缘有挤压，故C正确．根据以上分析可知，规定速度与火车的质量无关，故D错误．故选：C.

点睛：火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力．若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力．