Question

根據(jù)UIC（國(guó)際鐵道聯(lián)盟）的定義，高速鐵路是指營(yíng)運(yùn)速率達(dá)200km/h以上的鐵路和動(dòng)車組系統(tǒng)．據(jù)鐵路警方測(cè)算：當(dāng)和諧號(hào)動(dòng)力組列車以350km/h的速度在平直鐵軌上勻速行駛時(shí)，受到的阻力約為10⁶N，如果撞擊一塊質(zhì)量為0.5kg的障礙物，撞擊時(shí)間約為0.01s，會(huì)產(chǎn)生大約5000N的沖擊力，瞬間可能造成列車顛覆，后果不堪設(shè)想．在撞擊過程中，下列說法正確的是（ ）
A．列車受到合外力的沖量約為50N?s
B．障礙物受到合外力的沖量約為175N?s
C．列車受到合外力的沖量約為10⁴N?s
D．列車和障礙物組成的系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒

Answer 1

【答案】分析：（1）列車勻速行駛隱含列車在行駛過程中處于平衡狀態(tài)即不受力或受平衡力，題目中是受平衡力作用；
（2）沖擊力指作用時(shí)間極短，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．
（3）沖量I=Ft
解答：解：因?yàn)榱熊囂幱趧蛩傩旭傔^程中，此時(shí)對(duì)列車而言所受合外力為零，當(dāng)受到障礙物撞擊時(shí)，受到大約5000N的沖擊力即為列車的合外力根據(jù)I=Ft=50N?s，故A選頂正確；
B、障礙物對(duì)列車的沖擊力和列車對(duì)障礙物的沖擊力是作用力與反作用力，且作用時(shí)間相同，所以合外力的沖量應(yīng)和列車所受合外力沖量大小相等方向相反，所以B不正確；
C、因?yàn)榱熊囀艿胶贤饬Φ臎_量為50N?s，故C錯(cuò)；
D、因?yàn)樽矒魰r(shí)間極短，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，在撞擊的過程中系統(tǒng)外的作用力沖量近似為零，也就是系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒，故D正確．
故選AD
點(diǎn)評(píng)：根據(jù)動(dòng)量定理，主要討論動(dòng)量守恒的條件之一，在爆炸或碰撞這種作用時(shí)間短，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的情況下，可視為系統(tǒng)動(dòng)量守恒．因?yàn)闀r(shí)間短，外力的沖量小可以忽略不計(jì)，根據(jù)動(dòng)量定理可得系統(tǒng)動(dòng)量守恒．