结论:(1)若火车在水平面上转弯,火车在竖直方向上受重力及导轨向上的支持力,由于转弯时火车的速度方向在不断变化,故其一定有加速度,其合力一定不为零,即需要向心力。那么火车转弯时是如何获得向心力的?进一步受力分析得出向心力(效果力)是由轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供的。 由于火车质量、速度比较大,故所需向心力也很大。这样的话,轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大,导致铁轨容易损坏,轮缘也容易损坏。 解决的办法有: ①增大转弯半径; ②轨道面倾斜,利用支持力的分力提供额外的向心力。 最佳方案——仅利用重力与支持力的合力提供向心力。 (2)火车的实际转弯轨道设计中,垫高外轨使合力提供向心力。 火车转弯的轨道平面是水平的,其圆心在水平面上。