作业帮火车过桥为何减速?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 16:36:07
火车过桥为何减速?
火车过桥为何减速?
火车过桥为何减速?
在学过粤教版高中物理必修3-4共振这一节后,想找几道题给学生做,发现这样一个问题让老师头疼的：2006年广东高考题第6题是为样出的：铺设铁轨时,
每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,
匀速运行列车车轮每经过钢轨端接缝时,
车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等,
所以这个冲击力是周期性的,
列车受到周期性的冲击而做受迫振动.普通钢轨长为12.6m,
列车固有振动周期为
0.315s
.下列说法正确的是( )A.
列车的危险速率为40m/sB.
列车过桥需要减速,
是为了防止列车发生共振现象C.
列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D.
增加钢轨的长度有利于列车高速运行解析:车轮经过钢轨端接缝时车轮受到的冲击力为驱动力,
当驱动力频率等于列车固有频率时,
列车发生共振.因此应该避免的列车速度为v= L/T= 12.6m/0.315s=40m/s答案为选项A、D.
关于火车过桥为何减速这个问题有多种讨论：1．（人民教育出版社2003年版物理第二册、粤教版选修3-4第20页中间）,火车过桥减速是为了避免发生共振.2．火车减速是为了减小一旦发生事故后的损害程度.3．火车过桥根本就没有要求减速.4．以前车速低要减速,现在车速接近200km/h
,再减速岂不是更加共振了?5．设计桥梁时干吗偏要设计成在火车正常速度时就要发生共振?6．试卷和教材上出现这种问法纯属理论家的想象
笔者本人也是经常乘火车的人,说实在的,我乘火车没发现火车过桥时速度有明显减少,至少在现在出这样的题是不切合实际的.以前我可能很小,没留意过这事.就算发生共振我认为也不能理解为火车由于铁轨接口的原因,与整个桥的固有频率接近而共振,而应理解为因接口的频率可能会与构建桥梁的某些关键零件发生共振而造成潜在的危险.这样看来,无论火车以多大的速度运动,都有可能与桥的某些零部件发生共振的可能（仅是可能）,而火车减速只是万一出事时,造成的损害尽量小些.
回到06年的广东高考题为何没选B答案呢?我认为这是一个无聊选项,首先要霸道地让人家接受“列车过桥需要减速”,其次是为了防止“列车发生共振”现象.不是为了防止桥梁发生共振,如果你不小心选了B
,他们会理直气壮判你错,因为如果列车要发生共振,它在哪里都共振,为何要在上桥前.所以当年做这道题的考生就算知道答案了,他还不理解,他倒底错在哪里了.
最后,我个人认为,这类题不应该继续出现在高中生的有关共振练习中,不仅误人子弟,也是一类被着与社会实际相结合的外衣,实则是严重脱离实际的问题.