- 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，如果铁轨高度与内外轨一样高，火车转弯时内外轮的高度差引起的对内外轨的侧压力会使得铁轨磨损，火车也无法转弯。
2. 火车转弯时所需要的向心力由什么力提供。 转弯时所需要的向心力是由静摩擦力提供的。
3. 火车转弯时的安全速度是多少。 转弯时的安全速度约为每小时35公里。
以上问题主要围绕火车转弯的受力分析、临界状态、安全速度等展开，是高考物理的常见考点之一。
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。如果铁轨是水平的，且火车在转弯时恰好没有向外的侧向滑动趋势。试求火车转弯时的最大半径R和火车的牵引力F。
解答：
首先，我们需要知道火车转弯时向心力的来源。向心力是由火车受到的重力和支持力的合力提供的。当火车在转弯时，其重力和支持力的合力（即轨道对火车的支持力）指向圆心，提供火车所需的向心力。
根据牛顿第二定律，我们可以得到：F向 = M a
其中，F向 是火车所需的向心力，M 是火车的质量，a 是火车的加速度。
由于火车在转弯时恰好没有向外的侧向滑动趋势，所以我们可以假设火车受到的支持力与重力相等。因此，我们可以将向心力的表达式简化为：F向 = M g tanθ
其中，θ 是火车与轨道之间的倾斜角度（由于火车在转弯时，其轨道与水平线的夹角为θ）。
接下来，我们需要知道火车在转弯时的向心加速度。根据向心加速度的表达式 a = v^2 / R，我们可以得到：a = v^2 / R tanθ
将上述两个表达式结合起来，我们可以得到：F = M a = M v^2 / R tanθ = M g tanθ v^2 / R
其中 F 是牵引力，M 是火车的质量，v 是火车的速度，R 是火车转弯时的最大半径。
因此，当火车在转弯时，其牵引力需要克服其重力、摩擦力和轨道对它的支持力。如果牵引力不足，火车可能会发生侧翻或侧滑事故。因此，为了确保安全，我们需要选择合适的牵引力以确保火车能够安全地通过弯道。
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