解题思路:火车转弯时,为防止车轮边缘与铁轨间的摩擦,通常做成外轨略高于内轨,火车高速转弯时不使外轨受损,则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供.根据牛顿第二定律分析.
①、②当火车按规定速度转弯时,由重力和支持力的合力完全提供向心力,从而减轻轮缘对外轨的挤压.设火车规定的转弯速度为v.
由牛顿第二定律得:
F=mgtanθ=m
v2
R
解得:v=
gRtanθ
故①正确,②错误;
③、④当实际速度等于v时,内、外轨都不受轮缘挤压;如果实际转弯速度大于v,有离心趋势,与外侧铁轨挤压,反之,挤压内侧铁轨,故③错误,④正确;
故选:B.
点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律.
考点点评: 本题是实际应用问题,考查应用物理知识分析处理实际问题的能力,本题与圆锥摆问题类似,基础是对物体进行受力分析.