- 高三物理火车转弯问题
高三物理火车转弯问题主要有以下几种：
1. 火车在水平弯道上转弯时，内外轨一样高。 当火车在转弯时，如果铁轨高度相同，则火车转弯时内外轨对车轮轮缘的挤压作用几乎相等，弯道上的火车受力几乎平衡，此时火车拐弯所需要的向心力由重力与支持力的合力提供，若此合力与水平方向所成的锐角较小，则拐弯半径应适当加大，从而减小地面对火车轮子的压力。
2. 火车转弯时，如果铁轨水平面与内外轨一样高。 由于火车高速转弯，内轨会受到较大的挤压，铁轨和车轮都会受到磨损，所以该情况下不允许转弯。
3. 火车转弯时，内外轨一样高。 当火车以规定速度转弯时，恰好没有轮缘挤压外轨，此时火车受力平衡，由重力和支持力的合力提供向心力。此时的支持力比实际侧压力小得多。
4. 火车转弯时，外轨高于内轨。 当火车以较高的速度通过弯道时，火车的重力和铁轨的支持力的合力完全提供向心力，此时铁轨对火车没有侧压力。
以上就是高三物理中关于火车转弯问题的主要内容，希望对您有所帮助。同时要注意在实际中，由于铁路建设往往已经建成，所以实际中可能无法完全按照理论模型来建造弯道，可能会存在一些差异。
相关例题：
问题：一列长为L的火车正在通过一弯道，其质量为M，行驶速度为v。如果铁轨的摩擦系数为μ，火车转弯时的内外轨高度差为h，求火车转弯时所需的向心力的大小。
解答：
火车转弯时，会受到向心力的作用，这个向心力由火车与轨道之间的侧向压力提供。根据向心力公式，向心力的大小为：
F = M v^2 / L
为了平衡侧向压力，我们需要提供一个与侧向压力大小相等的力来抵消火车的重力在侧面的分力。这个力的大小为：
F = Mg sin(theta)
其中，theta是火车与轨道之间的倾斜角度。由于火车在转弯时，其轨道与地面的倾斜角度为h/L，所以有：
sin(theta) = h / L
将这个数值代入向心力公式中，得到：
F = M v^2 / L + Mg h / L
为了简化计算，我们通常会使用牛顿第二定律来求解这个问题。根据牛顿第二定律，我们可以得到：
F = ma
其中，a是火车的加速度。由于火车在转弯时做圆周运动，其加速度为向心加速度和重力加速度的合加速度，即：
a = sqrt(Mg^2 h^2 / L^2 + M v^2)
将这个数值代入牛顿第二定律公式中，得到：
F = M a = M sqrt(Mg^2 h^2 / L^2 + M v^2)
所以，所需的向心力的大小为：
F = M sqrt(Mg^2 h^2 / L^2 + M v^2) - Mg v cos(theta)
这个公式可以用来求解这个问题。其中，Mg、h、L、v和θ都是已知量，可以通过题目中的条件来求解所需的向心力大小。
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