Question

擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車．當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí)，在電腦控制下，車廂會(huì)自動(dòng)傾斜，當(dāng)列車行走在直線上時(shí)，車廂又恢復(fù)原狀．假設(shè)有一超高速擺式列車在水平面內(nèi)行駛，以360km/h的速度轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑為1km，求質(zhì)量為50kg的乘客在拐彎過程中所受到的火車座椅給他的作用力與他自身重力的比值（g取10m/s²）．

Answer 1

分析：乘客隨火車一起拐彎，靠重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出拐彎過程中火車對(duì)乘客的作用力．

解答：解：360km/h=100m/s，根據(jù)牛頓第二定律得：
F合=m

v2

R

=50×

100×100

1000

=500N
重力G=mg=500N
根據(jù)平行四邊形定則得，F(xiàn)=

F合2+G2

=

5002+5002

=500

2

N

F

mg

=

500 2

500

=

2

答：質(zhì)量為50kg的乘客在拐彎過程中所受到的火車座椅給他的作用力與他自身重力的比值為

2

．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵搞清圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律和平行四邊形定則進(jìn)行求解．