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張慧貞/共發表11篇文章

國立彰化師範大學物理學系物理教育組 教授

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『觀念物理』:慣性與摩擦 (I)

  撰文者:張慧貞  2016-11-28
  點閱次數:1873


讀過物理的人,都能琅琅上口的「慣性」與「慣性定律」,究竟是什麼意思呢?「慣性」是一種作用?一種狀態?還是一個物理量?適用的例子又有哪些?為了要釐清其中的來龍去脈,還需對「摩擦力」有所了解。本專欄將透過連續兩單元的實例測試與剖析,讓我們好好地一探「慣性」與「摩擦」的究竟。


小試身手

(以下所有試題皆忽略空氣阻力)

(    )1.  圖1a顯示以手握住灌水後之汽球,並使汽球靜止懸在空中。圖1b則為汽球剛爆破後瞬間所拍到的照片。試問圖1a時汽球(不含水)所受力圖,包含以下哪些力?
i)汽球之彈力ii)水之重力iii)水向外之推力iv)手的拉力
(A) i, ii, iii, iv  (B) i, ii, iv  (C) i, iii, iv (D) ii, iii, iv  (E) iii, iv

 

圖1a:靜止的水球         圖1b:氣球爆破瞬間

(    )2.  承上題,圖1b的瞬間,汽球已破但其內(大多數)的水,仍維持原來的形狀,則此時哪些物理量為零?
i) 水受的合力ii) 水的速度iii) 水的位移  iv)水的慣性
(A) i, ii, iii, iv  (B) i, ii, iii  (C) i, ii  (D) ii, iii  (E) iii, iv

(    )3.  承上題,圖1a與圖1b,何者適用牛頓第一運動定律?
(A)只有圖1a (B)只有圖1b (C)兩者皆適用  (D)兩者皆不適用

(    )4.  一保齡球意外地從飛行中的飛機上掉下(如圖2),從地面上觀察球運動最可能的軌跡,應為圖中(A)~(E) 選項的那一項?

圖2:球的軌跡

(    )5.  有一傳輸帶以等速率v運作,將一木塊放在傳輸帶上,經過一段時間後,當木塊與傳輸帶保持相等速率前進(如圖3),則此時木塊所受摩擦力方向應為
(A)向左  (B)向右  (C)摩擦力為零

圖3:木塊的摩擦

(    )6.  為了使鐵鎚卡緊,可以向下敲把手(如圖4),則往下敲的瞬間(敲擊到卡緊之前的過程),「鎚頭」的加速度應如何?
(A) 加速度向上  (B) 加速度向下  (C) 加速度為零  (D) 以上皆非

圖4:鎚頭卡緊

(    )7.  承上題,過程中「鎚頭」所受的合力應如何?
(A) 合力向上  (B) 合力向下  (C)合力為零   (D) 以上皆非

(    )8.  承上題,過程中「鎚頭」的慣性應如何?
(A) 慣性向上  (B) 慣性向下  (C) 慣性為零   (D) 以上皆非

(    )9.  一鐵球繫在一條弦上,並繞著水平面作圓周軌道旋轉(如圖5),若弦突然斷裂,則弦斷裂後球將沿圖上(A)~(E)之那一條軌跡運動?

圖5:斷繩後的軌跡

(    )10. 從圖6中水車的漏水現象,可推測出水車目前的狀態應該為何?
(A) 必為靜止     (B) 必為等速度運動 (C) 可能靜止或等速度運動      (D) 以上皆非

圖6:水車漏水


學習單下載:慣性與摩擦(I)

詳解與剖析下載:http://psroc.org.tw/Bimonth/images/uploafiles/files/觀念物理-慣性與摩擦(I).pdf

延伸閱讀:慣性與摩擦(II)



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