↑ 收起筛选 ↑
试题详情

阅读下面选文,完成下列小题

超高高铁快速过弯道的奥妙

①当我们骑自行车快速通过弯道,或乘坐汽车快速通过高速公路出口的匝道时,常会感觉到有一股力量拉扯着身体向前进曲线的切线方向运动,这股力量叫离心力。

②骑自行车的时速不过20千米,汽车通过弯道的时速大约为60千米,它们的离心力尚且如此明显,为什么人们坐在时速达到350千米的高速动车组上,离心力的感觉反倒不明显了?这都归功于铁路施工中采用了曲线外轨“超高”设计的缘故。

③列车在曲线上运行时,需通过钢轨外轨和列车轮缘的接触,由外轨对轮缘施加作用力,迫使列车沿曲线方向运行。力的方向和线速度方向垂直,并沿半径指向圆心,这个力就是迫使列车进行曲线运动的向心力。轮缘同时会有一个作用于外轨的反作用力,使轮缘和外轨之间产生磨损,我们可以把这个力视为“离心力”。决定离心力大小的因素有3个,它们分别是:

④第一,列车车体质量。要想减小列车离心力,可以采取降低列车车体质量的方法。不过,在当前的材料和技术条件下,实现这种方法将需要一个较长的发展过程,并不容易实现。

⑤第二,列车运行速度。降低列车的运行速度,同样可以减小列车离心力。在乘坐普速列车时,当通过小半径曲线地段时,我们可以发现列车车速往往会降低。这样做正是为了降低离心力,保证车辆运行安全及乘客乘坐的舒适度,但这种方法与高速铁路发展的初衷相背离。

⑥第三,铁路路线的曲线半径。增大铁路线路的曲线半径也可以达到降低离心力的作用。高速铁路的曲线半径一般要大于普速铁路,以便满足高速运行的需要。这同时也意味着高速铁路需要占用更多的耕地和空间,建设投资费用也随之增加,因而在铁路线路规划中需要综合考虑上述因素,不能够仅依靠增大曲线半径来解决问题。

⑦当以上方法无法很好地解决离心力问题时,聪明的铁路设计和施工者另辟蹊径,从改变向心力的施加者入手,引入“超高”的概念,通过设置外轨“超高”最终达到减小离心力的作用。

⑧为了解决列车在曲线上运行所需要的向心力和轮轨间的磨损问题,保证列车能安全、稳定地满足设计时速,并可以经济、舒适地通过弯道,在当前的铁路建设中,人们常用的办法是将曲线段的外轨轨枕下的道床加厚,使外轨高于内轨。这种外轨与内轨的高差叫曲线外轨超高。

⑨在铁路超高的设计中,一般情况下,运行速度取列车设计最大运行速度。如某条高速铁路设计时速为350千米,一般地段最小曲线半径为7000米,据上式可以计算出最大超高值为206毫米。当然,这只是理论计算的结果,我国《高速铁路设计规范》中规定,超高的最大设计值为175毫米。在实际应用中,超高设置要综合考虑各种因素才能确定。

⑩根据物理力学的知识,仅仅通过垫高铁路外轨设置超高,利用车体倾斜时自身重力的分力便能为列车提供进行匀速圆周运动时的向心力。相比增加曲线半径的方法,这种方法大大节省了空间和建设投入,同时也不会降低列车运行速度,还能减少轮轨间的磨耗,为旅客提供更为安全、舒适、快速的乘车体验,体现了科技工作者对物理力学的巧妙运用。

(《百科知识》2018年第8期,有删节)

1.根据选文内容填空。

选文④~⑦段从列车车体质量、__________________、_____________________、__________________等方面依次介绍解决离心力问题的办法。

2.选文第9段主要使用了哪种说明方法?有何作用?

3.阅读下列句子,按要求作答

(1)列车在曲线上运行时,需通过钢轨外轨和列车轮缘的接触,由外轨对轮缘施加作用力,迫使列车沿曲线方向运行。(“迫使”一词有什么表达效果?)

(2)高速铁路的曲线半径一般要大于普速铁路,以便满足高速运行的需要。(句中“一般”一词能否删去?为什么?)

4.请联系选文内容和下面的材料,说说离心力对列车过弯运营的影响。

(材料一)“离心力”的大小与列车进行匀速圆周运动时的向心力相等,方向相反。如果不对铁路外轨进行其他设置,这个力将直接作用在外轨内测。

(材料二)离心力会使列车轮缘和外轨产生巨大的摩擦,将极大影响列车运行速度,同时也会给轮缘和外轨带来损伤,降低它们的使用寿命,并对列车运营安全产生极大的威胁。

九年级语文现代文阅读困难题

少年,再来一题如何?
试题答案
试题解析
相关试题