Question

如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是

A.

B. 若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

C. 若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外

D. 无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力

Answer

C

【解析】

AD、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：

（为轨道平面与水平面的夹角

合力等于向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故AD错误；

B、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B错误；

C、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C正确；

故选：C