Question

根據(jù)UIC（國際鐵道聯(lián)盟）的定義，高速鐵路是指營運速率達200km/h以上的鐵路和動車組系統(tǒng)．據(jù)鐵路警方測算：當和諧號動力組列車以350km/h的速度在平直鐵軌上勻速行駛時，受到的阻力約為10⁶N，如果撞擊一塊質量為0.5kg的障礙物，撞擊時間約為0.01s，會產生大約5000N的沖擊力，瞬間可能造成列車顛覆，后果不堪設想．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）沖擊力指作用時間極短，系統(tǒng)內力遠大于外力，此時系統(tǒng)的動量守恒．
（3）沖量I=Ft
解答：解：因為列車處于勻速行駛過程中，此時對列車而言所受合外力為零，當受到障礙物撞擊時，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、障礙物對列車的沖擊力和列車對障礙物的沖擊力是作用力與反作用力，且作用時間相同，所以合外力的沖量應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、因為列車受到合外力的沖量為50N?s，故C錯；
D、因為撞擊時間極短，系統(tǒng)內力遠大于外力，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)動量近似守恒，故D正確．
故選AD
點評：根據(jù)動量定理，主要討論動量守恒的條件之一，在爆炸或碰撞這種作用時間短，系統(tǒng)內力遠大于外力的情況下，可視為系統(tǒng)動量守恒．因為時間短，外力的沖量小可以忽略不計，根據(jù)動量定理可得系統(tǒng)動量守恒．