精英家教網(wǎng)鐵路出行是人們外出旅行的一種重要方式．如圖所示，為了使火車在轉(zhuǎn)彎處減輕輪緣對內(nèi)外軌的擠壓，修筑鐵路時轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，即內(nèi)外軌存在高度差．已知火車轉(zhuǎn)彎半徑為R，車廂底面與水平面間的夾角為θ．在轉(zhuǎn)彎處當(dāng)火車按規(guī)定速度行駛時輪緣不擠壓內(nèi)外軌，畫出必要的受力示意圖并求此規(guī)定行駛速度v．
分析：火車拐彎時不側(cè)向擠壓車輪輪緣，靠重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出火車拐彎時的速度大小．
解答：解：火車受力如圖所示，精英家教網(wǎng)
在轉(zhuǎn)彎處火車按規(guī)定速度行駛時，
火車所需要的向心力由重力和支持力的合力提供F合=mgtanθ，
根據(jù)牛頓第二定律有：mgtanθ=m
v2
R
，
解得，火車規(guī)定行駛速度：v=
gRtanθ
；
答：受力示意圖如圖所示，火車的速度為
gRtanθ
．
點評：解決本題的關(guān)鍵理清向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進行求解．
練習(xí)冊系列答案
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生物能
生物能
、
電能
電能
、
化學(xué)能
化學(xué)能
． （選填“生物能”、“核能”、“電能”、“太陽能”或“化學(xué)能”）

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J，地面阻力對拉桿箱所做的功為
 
 J．

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