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3上學期 第 2 章

力的作用

73 題題本 p.20–39

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  72. 72
  73. 73

詳解

1
B
91-1 基測題本 p.20

合力矩=3×5+5×3+4×0=30(kgw-m)。

看題目第1題題目
2
B
91-2 基測題本 p.20

a=(v2-v1)÷(t2-t1)=(0-20)÷2=-10(m/s2),利用F=ma 公式,阻力和貨車行進方向相反,應為負值,故-100000=(4000+x)×(-10),x=6000(kg)。

看題目第2題題目
3
A
92-1 基測題本 p.20

由牛頓第三運動定律可知甲、乙受力相等,由F=ma 知加速度a 與質量m 成反比,所以a 甲:a 乙=70:30=7:3。

看題目第3題題目
4
C
92-2 基測題本 p.20

(A)兩力平衡時,兩力大小相等方向相反;(B)需提供向左2 牛頓的力;(C)F=ma,加速度與作用力方向相同;(D)合力=6-4=2(牛頓)(向右)。

看題目第4題題目
5
D
93-1 基測題本 p.21

利用F=ma 公式,當a 固定不變時,F 與m 成正比。所以當質量m 增加3 倍,需施力3 F。

看題目第5題題目
6
C
93-1 基測題本 p.21

力矩中的作用力和力臂應互相垂直,故力臂為d3。

看題目第6題題目
7
A
93-2 基測題本 p.21

作等速度運動時,合力為零,物體會保持原來水平狀態。

看題目第7題題目
8
C
94-1 基測題本 p.21

a=(0-20)÷(50-30)=-1(m/s2),F=ma=2000×(-1)=-2000(N),負號表示力的方向與運動方向相反。

看題目第8題題目
9
C
94-1 基測題本 p.21

翹翹板成逆時針方向轉動(小孩方向),所以甲(小孩)力矩大於乙(父親)力矩。

看題目第9題題目
10
B
94-2 基測題本 p.22

加速度大小順序為甲:(12-0)÷6=2(m/s2),乙:(12-0)÷3=4(m/s2),丙:(6-0)÷6=1(m/s2)。所受外力甲:50×2=100(N),乙:30×4=120(N),丙:60×1=60(N)。故其受合力順序為F 乙>F 甲>F 丙。

看題目第10題題目
11
D
94-2 基測題本 p.22

標槍離開運動員的手後,在水平方向不再受力,根據慣性定律,它會維持原來運動的狀態繼續飛行;但標槍在垂直方向受到地球引力,因此不處於力平衡的狀態;而空氣也會給予標槍阻力。

看題目第11題題目
12
B
95-1 基測題本 p.22

放開鏈球,鏈球不作圓周運動後,會依慣性定律,沿著與鍊子垂直的方向飛出,所以在乙點放開才能讓鏈球飛得遠,又落在有效區域內。

看題目第12題題目
13
A
95-1 基測題本 p.22

平衡時,順時針力矩等於逆時針力矩,所以4X=3Y。且平衡時,向上的力等於向下的力,所以X+Y=W。

看題目第13題題目
14
B
95-2 基測題本 p.23

人與竿子之間的摩擦力,可抵消人體向下的重力,使人不至於往下滑。

看題目第14題題目
15
C
96-1 基測題本 p.23

依槓桿原理,由圖三可得0.5×W 白+1.5×W 黃=0.5×W 黑+1.5×W 紅,移項後得1.5×(W 黃-W 紅)=0.5×(W 黑-W 白)。故答案為(C)。

看題目第15題題目
16
C
96-2 基測題本 p.23

木塊在光滑水平面上,沒有摩擦力存在,若有定力作用,木塊會以等加速度移動。故答案為(C)。

看題目第16題題目
17
A
96-2 基測題本 p.23

作用力與反作用力大小相等,但因為蘋果質量比地球小很多,故可看到蘋果的運動。

看題目第17題題目
18
A
96-2 基測題本 p.24

在原位置加掛相同的砝碼,其產生的力矩也會相等,故兩側力矩和會相等,仍會維持靜止平衡。

看題目第18題題目
19
A
97-1 基測題本 p.24
看題目第19題題目
20
B
97-2 基測題本 p.24

水面右高左低表示加速度向左(南),但列車為向右(北)行駛,所以加速度與速度方向相反,故為減速前進。

看題目第20題題目
21
A
97-2 基測題本 p.24

根據槓桿原理,乙×1=2×2,乙=4 kgw;甲×2=(4+2)×1,甲=3 kgw。故答案為(A)。

看題目第21題題目
22
B
98-1 基測題本 p.25

(A)仍會向前進;(A)速率改變,代表物體必作加速度運動;(C)若出力與動摩擦力大小相等,保持等速度運動;(D)受到摩擦力的作用。故答案為(B)。

看題目第22題題目
23
A
98-1 基測題本 p.25

細桿達力矩平衡,代表合力矩為零。Fa × 30 + Fb × 10=Fc × 10→3Fa + Fb=Fc。故答案為(A)。

看題目第23題題目
24
D
98-2 基測題本 p.25

速度與加速度(合力)的方向相同,會加速;相反會減速,故選(D)。

看題目第24題題目
25
D
99-1 基測題本 p.25

等速率圓周運動應時時刻刻受到指向圓心之向心力,故在M 處指向圓心之向心力為丁。故選(D)。

看題目第25題題目
26
C
99-1 基測題本 p.26
看題目第26題題目
27
B
99-1 基測題本 p.26

質量為基本量,不隨地點、重力大小不同而改變。根據牛頓第二運動定律(F=m×a),在甲地重量=6×10=60 牛頓,在乙地重量=6×9.6=57.6 牛頓,所以重量變小。故選(B)。

看題目第27題題目
28
B
99-1 基測題本 p.26

根據牛頓第二定律,合力=質量×加速度(F=m×a),0~10 秒受定力30 牛頓作用,而10~20 秒受定力20 牛頓作用,則30=10×a1→a1=3 m/s2,20=10×a2→a2=2 m/s2,a1:a2=3:2。故選(B)。

看題目第28題題目
29
C
99-1 基測題本 p.26

質量=體積×密度,物體在地球表面受重力作用而產生力矩,力矩=力×力臂。當順時針力矩=逆時針力矩時,可達轉動平衡,(50×1.2)×30=(100×d 乙)×10,d 乙=1.8 g/cm3。故選(C)。

看題目第29題題目
30
C
99-2 基測題本 p.27

F=m×a;故F 相同,m 與a 將成反比。所以M 甲:M 乙:M 丙=1/2:1/6:1/12=6:2:1。故選(C)。

看題目第30題題目
31
C
99-2 基測題本 p.27

地球表面的重力加速度約9.8m/s2,為定值,與物體之質量大小無關。故由同一高度作自由落體的不同物體,在不考慮空氣阻力的情況下,將同時著地。故答案為(C)。

看題目第31題題目
32
D
99-2 基測題本 p.27

Fa 造成順時針力矩,Fb 與Fc 造成逆時針力矩。當合力矩為零時,表示Fa×a=Fb×b+Fc×C。a:b:c=1:2:3,所以Fa=2Fb+3Fc。(A)1×1≠1×2+3×3;(B)1×1≠1×2+5×3;

(C)3×1≠1×2+1×3;(D)5×1=1×2+1×3。故選(D)。

看題目第32題題目
33
C
100 聯測題本 p.27

向心力的方向皆指向圓心,所以當茶壺轉到媽媽的位置時,圓心的方向為指向姊姊的方向。故選(C)。

看題目第33題題目
34
B
100 聯測題本 p.28

根據牛頓第三運動定律,彈珠施予碗底一個向下的作用力,而反作用力為碗底施予彈珠向上的作用力。故選(B)。

看題目第34題題目
35
C
100 聯測題本 p.28

根據牛頓第一運動定律,若物體保持靜止或等速度運動,則處於力平衡狀態,因此合力為0;但由於汽車的運動速度方向改變,並不符合上述條件,因此並不是處於力平衡狀態,所以合力不為0。故選(C)。

看題目第35題題目
36
A
100 聯測題本 p.28

由槓桿定理可知,甲×15=乙×10,甲=2/3 乙,甲×12=乙×L,L=8 公分,10-8=2公分,即左移2 公分。故選(A)。

看題目第36題題目
37
A
100-1 基測題本 p.28

重力為地球對物體之萬有引力,甲乙質量相同故所受重力相同,雖然甲在水中浮力較大,減輕重量較多。乙在油中浮力較小,減輕重量較少,但是重力均不變。故選(A)。

看題目第37題題目
38
B
100-1 基測題本 p.29

根據牛頓第二定律F=ma 可求出甲、乙的加速度。

-3=2×a 甲→a 甲=-1.5 m/s2,故木塊甲經過5 秒後,速度減慢7.5 m/s,故末速為10-7.5=2.5(m/s)。

-10=2×a 乙→a 乙=-5m/s2,故木塊乙經過1 秒後,速度減慢為5m/s,故末速為10-5=5(m/s),兩木塊速度均不為零。故選(B)。

看題目第38題題目
39
A
100-2 基測題本 p.29

根據萬有引力定律可知,引力之大小與距離平方成反比,因距離R 甲>R 乙>R 丙,所以F 甲<F 乙<F 丙。故選(A)。

看題目第39題題目
40
A
100-2 基測題本 p.29

根據牛頓第二運動定律F=m×a,因此小艾對木塊作用力F1=2×2=4(牛頓),又根據牛頓第三運動定律,作用力與反作用力大小相等,即F1=F2。故選(A)。

看題目第40題題目
41
A
100-2 基測題本 p.29

根據牛頓第二運動定律F=m×a,因為在丙平面上無摩擦力,所以推力F=m×4。在甲平面上4m-f 甲=m×2,f 甲=2m。在乙平面上4m-f 乙=m×0,f 乙=4m。因此f 甲:f 乙=2m:4m=1:2。故選(A)。

看題目第41題題目
42
A
100-2 基測題本 p.30

力矩為力與力臂之乘積,故作用力最大者應作用在力臂最大處,才能得到最大的力矩。故選(A)。

看題目第42題題目
43
C
101 基測題本 p.30

(A)與牛頓第二運動定律有關。(B)和牛頓第三運動定律有關。(D)是說明物體受力時間愈長,末速度愈快。故選(C)。

看題目第43題題目
44
B
101 基測題本 p.30

合力的方向即是加速度的方向。甲、丁加速度方向向南;乙、丙加速度方向向北。故選(B)。

看題目第44題題目
45
D
101 基測題本 p.30

(A)若甲=10→10×1=5×丁→丁=2。(B)力矩=F×d=4×丙(gw.cm)。(C)平衡時左方產生的力矩=右方產生的力矩=5×4=20(gw.cm)。(D)平衡時右方產生的力矩=左方產生的力矩=20×0.5=10(gw.cm)。故選(D)。

看題目第45題題目
46
A
102 基測題本 p.31

根據牛頓第三運動定律,作用力與反作用力大小相同、方向相反、作用在不同物體上。甲、乙、丙三者施力F 都與其反作用力大小相等。故選(A)。

看題目第46題題目
47
D
102 基測題本 p.31

欲使槓桿呈現水平平衡,則逆時針力矩=順時針力矩。(B)順時針力矩=500×10=5000,逆時針力矩=5000=100×10+200×d乙,d乙=20>10,故不宜將乙向左移;(D)逆時針力矩=100×10+200×5=2000,順時針力臂=2000÷500=4,丙應該掛在離支點4cm 之處,即向左移。

看題目第47題題目
48
C
103 會考題本 p.31
看題目第48題題目
49
A
103 會考題本 p.31

作用力和反作用力大小相等,∴F1:F2=1:1,故選(A)。

看題目第49題題目
50
D
103 會考題本 p.32

4N 的力作用線通過支點,力臂=0,∴3×L+4×0=840→L=280(cm),故選(D)。

看題目第50題題目
51
A
104 會考題本 p.32

作用力與反作用力大小相等、方向相反。故選(A)。

看題目第51題題目
52
A
104 會考題本 p.32

向心力的方向是指向圓心。故選(A)。

看題目第52題題目
53
A
104 會考題本 p.32

F=5m × 2=10 m,10 m=X × 2.5→X=4 m,∴由P 點剪斷,物體總質量為4 m。故選(A)。

看題目第53題題目
54
C
104 會考題本 p.33

(A)W×0.2=0.2 ∴W=1kgw。(B)X×0.1=0.2 ∴X=2kgw。(C)烤鴨所產生的力矩和臘肉所產生的力矩,大小相等、方向相反。故選(C)。

看題目第54題題目
55
B
105 會考題本 p.33

若木塊向東作等加速度運動,則所受合力大小要保持一定,即摩擦力的大小也要一定;若木塊保持靜止不動,則施力F 和摩擦力大小相同、方向相反,互相抵消,不是F 和反作用力抵消,故阿春和阿偉描述均錯誤。故選(B)。

看題目第55題題目
56
A
106 會考題本 p.33

物體若不受外力作用,或所受外力合力為零,則靜止的物體繼續維持靜止,運動中的物體作等速度運動,因此兩人均合理。故選(A)。

看題目第56題題目
57
D
106 會考題本 p.34

∵F = ma,由表中可知XZ = Y,∴Y 代表外力大小,而X、Z 是木塊質量和加速度大小。故選(D)。

看題目第57題題目
58
B
106 會考題本 p.34

(A)爸爸換到位置甲,力臂變大,力矩變大;(B)兒子換到位置乙,力臂變大,力矩變大;(C)女兒換到位置乙,力臂變小,力矩變小;(D)兒子體重較女兒大,兩者互換,合力矩變小。(A)、(C)、(D)均會使兩邊力矩差距變大,故選(B)。

看題目第58題題目
59
C
107 會考題本 p.34

太陽與月亮所受地球的萬有引力要相同方向,唯有太陽與月亮在同一方向才能造成。故選(C)。

看題目第59題題目
60
C
107 會考題本 p.35

根據圖示,可判斷加速度:

a 甲 =(5-3)/(20-15) = 0.4 m/s2

a 乙 =(4-3)/(25-15) = 0.1 m/s2

由牛頓第二運動定律F = ma,可知F 甲:F 乙 = (1×0.4):(1×0.1)= 4:1。故選(C)。

看題目第60題題目
61
A
108 會考題本 p.35

依牛頓第一定律,小球會沿P 點圓周做切線方向向東運動。故選(A)。

看題目第61題題目
62
C
108 會考題本 p.35

甲靜止,乙作等速度運動,a=0,所受分力F=0,丙加速度大小為0.5 m/s2,合力F=2×0.5=1N,丁加速度大小為1 m/s2,合力F=2×1=2N。故選(C)。

看題目第62題題目
63
B
109 會考題本 p.36

萬有引力的大小與兩物體的質量乘積成正比,與兩物體之間的距離平方成反比,所以橡皮擦對另外一物體的萬有引力大小會隨另一物的質量大小及兩者間距離不同而改變;作用力與反作用力大小一定相同,所以地球對美玲的吸引力必等於美玲對地球的吸引力。故選(B)。

看題目第63題題目
64
C
110 會考題本 p.36

先急左轉會使歹徒因慣性向其右方靠,再急加速會使其向後方倒。故選(C)。

看題目第64題題目
65
D
110 會考題本 p.36

小球每秒轉2 圈,t=0 秒時,小球在手的正東方,t=3 秒時,小球仍在手的正東方,此時小球的速度方向在該點的切線方向,即正北方。故選(D)。

看題目第65題題目
66
A
111 會考題本 p.37

根據題意及圖(一)、(二)所示:

L1=F×20+F×20=40F

L2=F×40=40F,因此L1=L2。故選(A)。

看題目第66題題目
67
D
111 會考題本 p.37

推動書櫃時,要先克服其最大靜摩擦力,才可使書櫃,所以小志是合理的。故選(D)。

看題目第67題題目
68
C
112 會考題本 p.37
看題目第68題題目
69
C
112 會考題本 p.38
看題目第69題題目
70
C
112 會考題本 p.38

根據表中所述,當外力在200gw 以下,物體均靜止不動,代表最大靜摩擦力fs>200gw;當外力為300gw 時,物體作等加速度運動,代表fs<300gw,而此時摩擦力為250gw,此為動摩擦力,一般最大靜摩擦力會比動摩擦力大,綜合以上所述可知,250gw<f<300gw。故選(C)。

看題目第70題題目
71
B
114 會考題本 p.39

此題是在討論「太陽直射位置」與「地球引力」對生雞蛋是否能直立的影響,操縱變因應為「太陽直射位置」,若聖誕節依舊能將生雞蛋直立,則完美否定上述說法。故選(B)

看題目第71題題目
72
D
114 會考題本 p.39

鉛筆此時屬於力平衡,F左=F右=1N,而作用力與反作用力必大小相同、方向相反,故F 左=F’左=F 右=F’右=1N。故選(D)

看題目第72題題目
73
C
114 會考題本 p.39

0~4 秒加速度=4 m/s2,4~6 秒加速度=0 m/s2,6~10 秒加速度=-4 m/s2,同一物體所受合力F 大小與加速度大小成正比,故F2=F7>F5。故選(C)

看題目第73題題目