108國中會考自然科第46題

108國中會考自然科第46題

題目

甲、乙、丙、丁四個木塊的質量均為2 kg，分別置於不同的水平桌面上，並對木塊施以兩個方向相反的水平力，圖(二十四)為四個木塊的受力情形及其運動狀態，則此時哪一個木塊所受合力大小為1 N？

(A)甲       

(B)乙
(C)丙       

(D)丁

答案

C

解析

本題主要是問牛頓第二運動定律。

牛頓第一運動定律（慣性定律）：

物體若不受外力作用，或受外力作用但合力為零，則它的運動狀態將維持不變，也就是靜者恆靜；動者恆沿一直線以等速度運動。

圖(二十四)中：

甲木塊是靜止，是因為受外力作用，但合力為零。

乙木塊是等速度直線運動，是因為受外力作用，但合力為零。

牛頓第二運動定律（運動定律）

物體受到外力F的作用，則必沿著力的方向產生加速度a。

F＝m×a

丙木塊是等加速度運動，加速度a＝0.5m/s²，質量m＝2 kg

代入 F＝m×a＝2×0.5＝1 N，所以受合力為1 N。

丁木塊是等加速度運動，加速度a＝1m/s²，質量m＝2 kg

代入 F＝m×a＝2×1＝2 N，所以受合力為2 N。

(A) 甲合力為零。

(B) 乙合力為零。

(C) 丙受合力1 N，是正確。

(D) 丁受合力2 N。

所以答案選C。


解題技巧

本題圖(二十四)中的關鍵詞「甲木塊是靜止」、「乙木塊是等速度直線運動」，為慣性定律，合力為零。「丙木塊是等加速度運動，加速度0.5m/s²」、「丁木塊是等加速度運動，加速度1m/s²」，為運動定律。

所以代入 F＝m×a，丙木塊合力＝2×0.5＝1 N，所以受合力為1 N。

知識節點

牛頓第二運動定律

原理

一、牛頓第二運動定律（運動定律）

1.物體如果受到外力的作用，則必沿著力的方向產生加速度。

（1）在一定的質量下，這個加速度和外力成正比。

（2）在一定外力下，這個加速度和質量成反比。

     物體的加速度 

                 與外力成正比

                 與本身質量成反比

     公式： F ＝ ma

    F：外力（N）

    m：質量（kg）

    a ：加速度（m/s²）

           牛頓（N）：公斤-公尺 / 秒² （kg-m/s²）

2.若物體受到多個力的作用時，F指的是所有力的合力，並非單一的力。

3.定義1牛頓：使質量1公斤的物體，產生1公尺 / 秒²的加速度所需的力，稱為1牛頓。

4.定義1公斤重：質量1公斤的物體，在地表所受的重力，稱為1公斤重。

1公斤重(Kgw) = 9.8牛頓(N)