铁路设置外轨超高的目的是什么？ 最终目的是为了增加火车在轨道中行驶的向心力，保证安全行驶！原理：铁路的弯道是高中物理圆周运动部分与生活联系的重点实例。火车的车轮有凸出的轮缘且有轮缘的一边在轨道的内侧，这种结构有助于固定火车的运动轨迹。火车转弯时做圆周运动，如果内外轨道高度相同，则所需的向心力靠外侧轨道对外车轮的侧压力提供，外轨道就会受到同样大小的侧压力。侧压力大小与车速的平方成正比，与轨道半径成反比。当火车高速转弯时，不仅会使外轨道磨损很大，而且行车稳定和安全也得不到保障。因此，在铁路弯道处，常把路基的外侧垫高，使外轨道高于内轨道，以避免外轨道受到侧压力，称之为轨道超高。下面，用惯性离心力的概念并结合铁路设计的相关参数对外轨超高问题进行定量分析。计算公式：h=11.8v2/R，式中h—外轨超高（mm），v—计算速度（km/h），R—曲线半径(m)，v后面的2是平方的意思
铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为R，火 （1）火车拐弯时按设计时速通过时由重力和支持力的合力提供向心力，对火车进行受力分析如图有：FNcosθ=mg所以可得火车受到的支持力为：FN＝mgcosθ（2）如上图可知，火车拐弯时的向心力由重力和支持力的合力提供，即：F合=FNsinθ=ma所以火车拐弯时的加速度大小为：a＝F合m＝FNsinθm＝gtanθ（3）根据向心力公式有：F合＝mv2R得火车拐弯的速度为：v＝F合Rm＝gRtanθ答：（1）铁轨对火车的支持力大小为mgcosθ；（2）火车转弯时的加速度大小为gtanθ；（3）设计转弯速度v为gRtanθ．
坐高铁的时候有时会突然往一边倾斜是怎么回事？是什么原理？ 应该是很常见，也不难理解的问题，大家可能没坐过高铁，但做汽车也能体会到这种感觉。其实，就是惯性现象。物体有保持自身原有的静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。人坐在行驶的汽车上，随汽车一起运动，当汽车转弯时，人的下身受到车座的摩擦改变了运动状态，随车一起转弯。上身由于惯性保持原来的运动状态，继续沿原来的方向运动，所以就向汽车转弯的反向倾倒。同样的原因，汽车减速或刹车时，人会向前倒；汽车加速时，人会向后倒。所以，坐在行驶的汽车上，闭目养神，凭身体的感觉，就可大体上判断汽车的运动状态如何改变。
铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为 A、B、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是gRtanθ，当火车转弯的速度小于gRtanθ，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压．故A正确，B错误；C、D、当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，N=mgcosθ，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，即小于mgcosθ．故C错误，D错误；故选：A．
