解析 不挤压内、外轨时,火车受力如图所示,由向心力公式知mgtan θ=m,所以R=,v=,可见A、D错;当速度大于v时,向心力增大,mg和FN的合力提供向心力不足,挤压外轨,获得外轨的侧压力,方向平行于轨道平面向内,由牛顿第三定律可知,外轨受到侧压力,方向平行于轨道平面向外,B对;火车速度小于v时,内轨受到侧压力,方向平行于轨道平面向内,C错.
3.在高速公路的拐弯处,路面建造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为θ,设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,θ应等于 ( )
A.sin θ= B.tan θ=
C.sin 2θ= D.cot θ=
答案 B
解析 当车轮与路面的横向摩擦力等于零时,汽车受力如图所示,
则有:FNsin θ=m,
FNcos θ=mg,
解得:tan θ=,故B正确.
题组二 航天器中的失重现象及离心运动
4.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的有 ( )
A.在飞船内可以用天平测量物体的质量
B.在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压
C.在飞船内可以用弹簧测力计测拉力