力與平衡

(一)    力的效應:

A、  力可以改變物體的【形狀】:
形狀改變,稱無形變。

(1) 【伸長】形變:橡皮筋、彈弓、彈簧秤。

(2) 【壓縮】形變:沙發、彈簧床、汽車避震器。

(3) 【彎曲】形變:拉弓射箭、釣魚竿釣到魚時成彎曲狀態。

(4) 【扭轉】形變:擰乾毛巾、迴紋針夾物。

B、  力可以改變物體的運動【快慢】:

(1) 物體由靜止而運動;       

(2) 物體由運動而靜止;

(3) 物體的運動愈來愈快;     

(4) 物體的運動愈來愈慢。

C、  力可以改變物體的運動【方向】:

(1) 不是直線運動必定受力。

(2) 圓周運動。

(3) 海盜船。

 

(二)    力的分類:

A、  接觸力:

(1) 必須和物體接觸才能產生效應的力,稱為接觸力。

(2) 實例:【推力】、【拉力】、【摩擦力】、【浮力】、【阻力】……。

B、  非接觸力:又稱為【超距力】

(1) 不需要和物體接觸即能產生效應的力,稱為接觸力。

(2) 實例:【萬有引力(重力)】、【靜電力】、【靜磁力】。

 

(三)    力的重力單位:

A、  物體的質量1公斤,重量為【1公斤重】;記為【1kgw】。

B、  物體的質量1公克,重量為【1公克重】;記為【1gw】。

C、  同一地點 (【平地】或【山上】;【北極】或【赤道】) 【重量】和【質量】成正比。

 

(四)    力的表示法:

A、  力的三要素:力的【大小】、力的【方向】、力的【作用點】。

B、  圖示:以附有【箭頭】的線段,及英文字母同時表示力的大小。

C、  以線段的長度,來表示力的大小;
以箭頭的方向,來表示力的方向。
以施力和物體的接觸位置,來表示力的作用點。

 

(五)    描述: 9951虎克定律:

      A、對彈簧而言,在彈性限度內,
        
物體所受的外力(F)和伸長量(△l)成正比。

      B、不同的彈簧比值不相等。

      C、超出【彈性限度】時,外力和伸長量不成正比;
        
此時外力除去,物體不能恢復原來長度。
      D
、公式:【】

 

【補充】:

甲、彈簧串聯,則各彈簧【受力】相同,總伸長量則為各彈簧【伸長量】總和。
彈簧並聯,則各彈簧【伸長量】相同,彈簧受力為各彈簧各別【受力】的總和。

 

1.   彈簧原長25㎝,下端掛40克的物體時,全長為35㎝,則:

(1)  掛60克重的物體時,全長【40】㎝;伸長量為【15】㎝。

(2)  掛15克重的物體時,全長【28.75】㎝;伸長量為【3.75】㎝。

(3)  若不掛物體而改以用手垂直施力100克重向外拉,全長為【50】㎝。

(4)  在地球上施力【60】克重時,全長為40㎝。
在月球上施力【60】克重時,全長為40㎝。

(5)  地球上掛質量【80】克物體時,伸長20㎝。
月球上掛質量【480】克物體時,伸長20㎝。

(6)  在月球上掛重量【80】克的物體時,伸長量為20㎝。

【解析】:(1) 伸長量=35-25=10cm
             
彈簧下端掛40gw時,彈簧伸長10cm
              40gw
:10cm=60gw:x cm            x=15cm
             
彈簧全長= 25+15=40cm

 

          (2) 40gw:10cm=15gw:x cm            x=3.75cm
             彈簧全長= 25+3.75=28.75cm


          (3)
垂直施力100克重向外拉,彈簧受到外力100gw
             
40gw:10cm=100gw:x cm            x=25cm
              彈簧全長= 25+25=50cm

 

          (4) 伸長量=40-25=15cm
              40gw:10cm=xgw:15 cm            x=60gw

              彈簧在地球上受到施力60gw時,全長將為40cm,
                 
在月球上受到施力60gw時,全長也是40cm,
             
直接用手拉彈簧的施力和地球月球等地點無關。

 

          (5) 40gw:10cm=xgw:20 cm            x=80gw
             
物體在地球上重量80gw,質量亦為80g
              月球的引力是地球的六分之ㄧ,
                 
因此在月球上,重量將為質量的六分之ㄧ。
              物體在月球上重量80gw,質量將為480g

 

          (6) 同(5) 說明。

 

2.   一彈簧原長未知,在下端掛25克重物時,全長26㎝,下端改掛35克時,全長為30㎝,則:

(1)   彈簧的原長為【16】㎝;

(2)   彈簧下端掛15克重時,全長為【22】㎝;

(3)   彈簧下端掛【65】克時,全長變為42㎝。

(4)   彈簧下端掛【62.5】克時,伸長量為25㎝。

【解析】:(1) 伸長量=35-25=10gw                 30-26=4cm
             
兩次測量,增加10gw,彈簧多增加4cm
              10gw
:4cm = 25gw: X cm            X=10cm
             
將彈簧減少25gw,彈簧將少10cm
             
彈簧原長=26cm-10cm = 16cm


          (2) 10gw
:4cm = 15gw:x cm               x = 6cm
            
彈簧全長=16cm+6cm = 22cm


          (3) 42cm
-16cm = 26cm
              10gw
:4cm = Xgw:26 cm              x=65gw

 

          (4) 10gw:4cm = xgw:25 cm               x=62.5gw

 

3.   下列各物質是利用何種形變?
(甲)伸長形變  (乙)壓縮形變  (丙)扭轉形變  (丁)彎曲形變:

   (1) 沙發的座墊是利用【乙】形變;             (7) 始用迴紋針夾物是利用【丙】形變。

   (2) 彈弓射出小石子,是利用【甲】形變;       (8) 射箭是利用【丁】形變;

   (3) 童玩中的猴子翻跟斗是利用【丁】形變;     (9) 將毛巾擰乾是利用【丙】形變;

   (4) 理髮師的推剪是利用【乙】形變;           (10) 射橡皮筋是利用【甲】形變;

   (5) 將尺彎曲是利用【丁】形變;               (11) 皮球受壓變形是利用【乙】形變。

   (6) 海邊釣魚,拉魚上岸,釣竿的形狀改變,是屬於【丁】形變。

4.   在【彈性限度】內,彈簧所受的外力和【伸長量】成正比,此稱為【虎克】定律。

 

5.   物體受外力發生形變,此時物體內部會產生一種反抗物體變化的力量,這力量稱為【恢復力(彈力)】。

 

6.   【是非題】下列那些是彈性限度的定義?若對,則劃〞O〞;若不對,則劃〞X〞

(1)   不使物體發生永久形變的最大外力;【O】

(2)   使物體發生永久形變的最大外力;【X】  

(3)   使物體恢復原狀的最小外力;【X】     

(4)   不使物體發生永久形變的最小外力;【X】

(5)   使物體發生永久形變的最小外力;【O】

(6)   使物體恢復原狀的最大外力;【O】

【解析】:在彈性限度內,彈簧能恢復成原狀,稱為暫時形變;
 
超過了彈性限度,彈簧便無法恢復狀,稱為永久形變;
 
彈簧受力愈大,愈不容易恢復原狀
 
彈性限度是指彈簧能恢復原狀的最大外力;
 
是指彈簧能不能恢復原狀的最小外力;
 
是指彈簧能產生暫時形變的最大外力;
 
是指彈簧能產生永久形變的最小外力。

 

7.   【是非題】下列有關彈簧作用力的敘述,何者正確?

(1)   若有外力,才有恢復力;外力消失,恢復力亦消失。【X】。

(2)   平衡時,若彈簧的外力愈大,則恢復力愈大。【O】。

(3)   若彈簧受10 gw的外力而伸長,則此時彈簧的恢復力為10 gw。【O】。

(4)   欲使彈簧伸長,必須對彈簧的兩邊同時施力。【O】。

(5)   若彈簧不伸長,則恢復力變不存在,即恢復力將為零。【O】。

【解析】:彈簧平衡時,外力=恢復力;但是鬆手後,外力消失,彈簧仍在伸長狀態,因此恢復力仍在。
 
彈簧的恢復力和彈簧的伸長量成正比;彈簧伸長愈多,則恢復力愈大。
 
彈簧鬆手彈回的過程,恢復力逐漸減小,恢復至原長時,恢復力及等於0。

 

8.   長度為15㎝的彈簧下端掛30克重的物體時,長度變為17㎝,
再加【90】克重的物體,長度可變為21㎝。

【解析】:彈簧由15cm變成17cm;17-15=2cm。
依題意,彈簧受力30gw,伸長量=2cm
21
-15=6cm    
30gw
:2cm=xgw:6cm     x=90gw

 

9.   一彈簧原長未知,在彈性限度內掛20克砝碼,全長10㎝,掛100克砝碼,全長30㎝,則

(1) 彈簧的原長為【5】㎝。

   (2) 此彈簧每增加1克重時,伸長量將增加【0.25】㎝。

【解析】:100-20=80gw      30-10=20cm
(1)
彈簧在彈性限度內,增加80gw的作用力,彈簧伸長多20cm
    80
:20=20:X     X=5cm
    
彈簧原長L0=10-5=5cm
(2) 80
:20=1:X      20=80X          X=0.25cm

 

10. 一彈簧原長20㎝,今在月球上施力200克重時,長度變為24㎝:
(1)
同一地點掛重量300克的物體,全長將為【26】㎝。
(2)
同一地點掛質量300克的物體,全長將為【21】㎝。
(3)
此彈簧及物體帶回地球上重新測量,全長將為【26】㎝。

【解析】:(1)月球上掛重量300gw,彈簧受力300gw
    24
-20=4cm        
    200
:4=300:X     X=6cm
    20
+6=26cm
(2)
月球上掛質量300g,測得重量只有300×1/6=50gw,彈簧受力50gw
    200
:4=50:X      X=1cm
    20
+1=21cm
(3)
將物體帶回地球,則物體質量300g,重量為300gw,彈簧受力300gw
    200
:4=300:X     X=6cm
    20
+6=26cm

 

11. 一彈簧原長50㎝,今在月球上掛質量60克的物體時,全長為54 ㎝:
(1)
若在月球上改掛重量60克重的物體時,全長將為【74】㎝。
(2)
若在同一地點改施力60克重時,全長將為【74】㎝。
(3)
承(1),將彈簧及物體帶回地球重新測量,則在地球上測得的伸長量為【144】㎝。

【解析】:月球上掛質量60克的物體,重量只有60×1/6=10gw   彈簧受力為10gw
54
-50=4cm     彈簧受力10gw,伸長量為4cm
在月球上改掛重量60克重的物體時,彈簧受力為60gw
10
:4=60:X           X=24cm
50
+24=74cm
不掛物體直接施力60gw,彈簧受力60gw    彈簧將伸長24cm
                      
全長仍為74cm
月球上,重量為質量的1/6,因此重量60gw時,質量將為60×6=360g
將物體帶回地球,則質量360g的物體,在地球上的重量為360gw
10
:4=360:X    X=144cm   

 

(五)合力和分力

    A、合力:

       (1)幾個力F1、F2、……作用在同一物體時,其作用力的效果和單獨一個力的效果相同時,
         
我們可以用一個力Fn來代表,此力Fn稱為其他力的【合力】,

                                 其他力F1、F2則為此力的【分力】。

       (2)合力和角度的關係:若二力F1、F2,且合力為F,則:

(A)夾角=0°:

   合力F=【F1+F2】

 

(B)夾角=180°:

   合力F=【F1-F2】

 

(C)夾角=90°:

   合力=【】

 

(D)F1=F2,且夾角=120°:

    合力=【F1=F2】

 

 

       (3)作圖法:                            

(A)平行四邊形法:

(B)三角形法(多邊形法)

描述: 物理001

描述: 物理002

描述: 物理003

描述: 物理004

描述: 物理005

 

    B、分力:

       (1)將一個力分解成幾個力,則每一個分解後的力,都是原作用力的【分力】。

       (2)一個力分解成兩個力,若沒有指定分力的【方向】時,其分解方法有【無限多】種。

       (3)一個力分解成大小相等的兩分力時,若夾角愈【大】,其分力將愈大。

       (4)通常是將一力分解成【平行】運動方向,和【垂直】運動方向的兩個分力;

          其中【平行】運動方向的分力,可以改變物體的運動快慢。

 

【補充】:彈簧的受力:

         

描述: 9999

銅圈平衡時,表示銅圈所受合力=0;

此時向右的拉力=向左的拉力

因此:   F1=F2+F3

描述: 9974

甲乙兩彈簧串聯,乙彈簧下端掛W克重的物體,乙彈簧的讀數為W克重;
甲彈簧下端掛著銅圈,

(1)若不考慮銅圏質量,則:
甲彈簧讀數亦為W克重,
甲彈簧讀數 = 乙彈簧讀數。

(2)若考慮銅圏質量,則:
甲彈簧讀數 = 銅圏重量 + W克物體

 

 

 

 

 

 

30kgw         10kgw

合力=【20】kgw

物體向【西】運動

合力F=30-10=20kgw

合力=【5】kgw

物體向【西】運動

向西=10+5=15kgw

向東=20kgw

合力=20-15=5kgw

合力=【20】kgw

物體向【西】運動

向西=500-200=300kgw

向南=700-300=400kgw

合力=

 

#求下列共點的合力:

 

(1)向東12gw、向西20gw、向南13gw

、向北 19 gw、向南 12 gw。

 

【解析】:

  向西=20-12=8gw

  向南=13+12-19=25-19=6gw

  合力=

      方向朝向西南方

 

(2) 向東70gw、向西120gw、向南30gw
、向北90gw、向東50gw、向西80gw。

 

【解析】:

  向西=(120+80)-(70+50)
     
=200-120=80gw

  向北=90-30=60gw

  合力=
     
方向朝向西北方

 

向東18gw、向西25gw、向南23w

、向北11gw、向南12gw。

 

【解析】:

  向西=25-18=7gw

  向南=(23+12)-119
     
=35-11=24gw

  合力=

      方向朝向西南方

 

向西20gw、向南50gw、向東60gw

、向北80gw、向西10gw、向北10gw。

 

【解析】:

  向西=25-18=7gw

  向南=(23+12)-119
     
=35-11=24gw

  合力=

      方向朝向西南方

 

兩作用力,分別為 10 gw、24 gw:

(a)兩力夾角0°,合力為【34】gw;

(b)兩力夾角180°,合力為【14】gw;

(c)兩力夾角90°,合力為【26】gw;

 

【解析】:

(a)   兩力夾角0°,合力=24+10=34gw

(b)   兩力夾角180°,合力=24-10=14gw

(c)   兩力夾角90°,合力=

 

兩作用力,分別為 48 gw、14 gw:

(a)兩力夾角0°,合力為【34】gw;

(b)兩力夾角90°,合力為【14】gw;

(c)兩力夾角180°,合力為【26】gw;

 

【解析】:

(d)   兩力夾角0°,合力=24+10=34gw

(e)   兩力夾角180°,合力=24-10=14gw

(f)    兩力夾角90°,合力=

 

 

有F1、F2 兩作用力,合力最大值28gw

,合力最小值 4 gw,則:

(a)此兩力分別為【12gw】、【16gw】。

(b)兩力垂直時合力為【20】gw。

 

【解析】:

合力最大值=F1+F2=28

合力最小值=F1-F2=4

     F1=16gw     F2=12gw

兩力垂直時,合力F=

 

F1、F2兩作用力,合力最大值34gw

,合力最小值 14 gw,則:

(a)此兩力分別為【10gw】、【24gw】。

(b)兩力垂直時合力為【26】gw。

 

【解析】:

合力最大值=F1+F2=34

合力最小值=F1-F2=14

     F1=24gw     F2=10gw

兩力垂直時,合力F=

 

 

(9)兩共點力分別為6kgw、8kgw,則下列何者可能為兩者的合力? 答:【】。

(a)6kgw (b)7kgw (c)8kgw (d)9kgw

(e)0kgw (f)1kgw (g)2kgw (h)3kgw

(i)5kgw (j)10kgw(k)15kgw(l)20kgw

 

【解析】:

合力最大為6kgw+8kgw=14kgw

合力最小為8kgw-6kgw=2kgw

合力的範圍為
              2kgw
≦F≦14kgw

合力可能為(a)6kgw  (b)7kgw  (c)8kgw  
          (d)9kgw  (g)2kgw   (h)3kgw
          (i)5kgw   (j)10kgw

 

 

(10)兩力的合力=15kgw,此兩力可能是【】。

(a)3kgw、4kgw   (b)5kgw、10kgw

(c)10kgw、20kgw  (d)15kgw、15kgw

(e)10kgw、10kgw  (f)20kgw、20kgw

(g)10kgw、20kgw  (h)10kgw、20kgw

 

【解析】:

(a)  1kgw≦合力F≦7kgw  

(b)  5kgw≦合力F≦15kgw     15kgw符合

(c)  10kgw≦合力F≦30kgw    15kgw符合

(d)  0kgw≦合力F≦30kgw     15kgw符合

(e)  0kgw≦合力F≦20kgw     15kgw符合

(f)   0kgw≦合力F≦40kgw      15kgw符合

(g)  10kgw≦合力F≦30kgw    15kgw符合

(h) 10kgw≦合力F≦30kgw    15kgw符合

 

(六)二力平衡

    A、定義:當靜止的物體受到兩外力同時作用時,若仍保持靜止不動,則稱此兩力達【平衡狀態】。

    B、條件:兩力平衡時,必定:(1)兩力【大小】相等;

                               (2)兩力【方向】相反;

                               (3)兩力同時作用在【同一直線】上。

              同時具有上列的條件時,我們稱兩力的合力為【0】。

(七)三力平衡

    A、定義:三力同時作用於同一物體,且使物體保持【平衡】狀態,稱此三力構成【三力平衡】。

             此時三力的合力=【0】。

    B、圖示:若三力平衡,則F1+F2+F3= 0

             此時F3=-(F1+F2)

             即F1與F2的合力,恰和F3的大小【相等】,方向【相反】。

             同理F1=【-(F2+F3)】;    F2=【-(F1+F3)】。

         『註』(1)若F1、F2、F3三力平衡,則力圖為一【封閉三角形】。

(3)     若較小的兩力相加【大於】第三力,則此三力即可調整成【三力平衡】。

 

 

 【實驗】如圖(一)A、B為可移動的滑輪,若w1掛6kgw,w2掛8kgw,則沒有摩擦力或阻力時:

(1)   w1將【上升】,w2將【下降】;

(2)   此時整個系統朝向【右】滑動;

(3)   如果在二滑輪之間加掛w3=10 kgW的砝碼,如圖(二)則繩是否會滑動?
答:
【否】;此時稱為【三力平衡】。

(4)   圖(二)中w3所對的角γ=【】,此時α、β、γ 的大小次序為【】。

(5)   將滑輪B向右移動,則γ角將【】,將滑輪B向左移動,則γ角將【】,可知平衡時的角度和兩滑輪間的距離【】。

(6)     將w3的重量增加2kgw,γ角將【】,將w3的重量減少2kgw,γ角將【】,可知若重量愈大則所對的角度將【】。

(7)     若將w1改掛16 kgw的物體,w2改掛20 kgw的物體,而將w3改掛12 kgw;則:
α、β、γ角度由大至小依序為【】,同時【】= 90°。

(8)     若α<γ<β,則三物體的重量依序為【】。

(9)     若w1、w2、w3均掛上20kgw時,α=【120°】、β=【120°】、γ=【120°】。

 

一、選擇題:

( )1. 下列何者必須由施力者接觸到物體,才能顯現出力的效應?
(A)
地球引力 (B)靜電力 (C)摩擦力 (D)磁力

【答案】:【C】

【解析】:摩擦力為接觸力,必須由施力者接觸到物體,才能顯現出力的效應。

 

( )2. 手拿石頭,放手後石頭立刻掉落地,這表示石頭受到何種力的作用?
(A)
磁力 (B)地球引力 (C)靜電力 (D)彈力

【答案】:【B】

【解析】:石頭受到地球引力的作用,因此受力向下,放手後石頭立刻掉落地,這是超距力的作用。

 

( )3. 如果以“→”代表向東5公斤重的力,則“”代表下列何者?
(A)
向東15公斤重的力 (B)向西15公斤重的力 (C)向北20公斤重的力 (D)向南15公斤重的力

【答案】:【B】

【解析】:向右1格代表向東5kgw,則向左3格為向西15公斤重的力。

 

( )4. 下列那些現象,可說明有力作用在物體上?
(甲)電燈泡通電流而發亮  (乙)坐在球上,球變扁了  (丙)因為感冒而聞不出香或臭  (丁)滾動的球慢慢停止
(A)
甲乙 (B)乙丙 (C)乙丁 (D)丙丁

【答案】:【C】

【解析】:力可以改變形狀或運動狀態,因此
(
乙)坐在球上,球變扁了,為形狀改變。
(丁)滾動的球慢慢停止,為運動狀態改變。

 

( )5. 下列何者不是力的作用所產生的現象?
(A)
太陽的熱輻射至地球 (B)氫氣球往上飄浮 (C)成熟的蘋果掉落到地面 (D)在地面上滾動的球停下來

【答案】:【A】

【解析】:(B)氫氣球往上飄浮,為受到向上的空氣浮力。
(C)成熟的蘋果掉落到地面,為受到向下的重力。
(D)在地面上滾動的球停下來,受到阻止運動的摩擦力。

 

( )6. 觀察下列各種現象,物體沒有接觸而有力的作用者為下列何者?
(甲)彈弓射出石塊(乙)鐵粉分布在磁鐵四周(丙)月球繞地球旋轉(丁)推開門(戊)兩人相撞而跌倒。
(A)甲乙 (B)乙丙 (C)丙丁 (D)丁戊

【答案】:【B】

【解析】:物體沒有接觸而有力的作用者,即為超距力。
(乙)鐵粉分布在磁鐵四周,為磁力,屬於超距力。
(丙)月球繞地球旋轉,為萬有引力,屬於超距力。

 

( )7. 下列那些力可以使物體的運動狀態改變?
(甲)使石塊落下的過程  (乙)用力拉扯橡皮筋  (丙)兩個磁鐵互相靠近
(丁)用力將皮球壓扁  (戊)用摩擦過的塑膠尺吸引小紙片。
(A)乙丁 (B)甲丙戊 (C)甲丁戊 (D)乙丙

【答案】:【B】

【解析】:物體的運動狀態改變,包含快慢改變,或是方向改變。
(甲)使石塊落下的過程,為向下運動,速度加快。
(丙)兩個磁鐵互相靠近,為相向運動。
(戊)用摩擦過的塑膠尺吸引小紙片,使小紙片運動。

 

( )8. 要使彈性體產生彈力需做下列何種動作?
(A)
需要產生形變 (B)不必產生形變 (C)以上均可 (D)與形變無關

【答案】:【A】

【解析】:彈性體產生彈力,需使物體的形狀改變(形變)。

 

( )9. 質量皆1公斤,下列何物受到地球引力最大?
(A)
棉花 (B)鐵塊 (C)木塊 (D)以上皆相同

【答案】:【D】

【解析】:在同一地點,質量愈大,則重量愈大,質量與重量成正比。
質量相同時,則重量相同,因此受到地球引力皆相同。

 

( )10. 物體重量的大小與下列那幾項有關?
(甲)地點  (乙)質量  (丙)高度  (丁)體積  (戊)形狀。
(A)1
 (B)2 (C)3 (D)4

【答案】:【C】

【解析】: 不同地點,相同的物體,質量相等,但可能有不同的重量。
北極、、南極和赤道,有不同的引力;
同一地點,在不同的高度,引力也不相同。
因此(甲)地點  (乙)質量  (丙)高度  皆可能影響重量。

 

( )11. 甲物在北極,乙物在赤道,若兩者的重量相同,則甲、乙質量大小關係如何?
(A)
甲>乙 (B)甲=乙 (C)甲<乙 (D)無法確定

【答案】:【C】

【解析】:相同的質量,在北極的引力比赤道的引力大,因此北極的重量比赤道的重量重。
因此欲使兩地的重量相同,必須赤道有更多的質量。
所以赤道的質量需大於北極的質量。

 

( )12. 山頂上的A石塊重量略小於山下的石塊,則兩石塊質量大小為何?
(A)A
>B (B)A=B (C)A<B (D)無法判別

【答案】:【D】

【解析】:相同的質量,在山上的引力較平地小,因此山上的物體所測得的重量,比在平地所測得的重量小。
因此只知山上的重量比平地小,則物體的質量可能比平地大、小、或相等,都有可能。

 

( )13. 有關重力的敘述,何者錯誤?
(A)
地面上質量1公斤的物體所受重力為1公斤重 (B)重量是物體受地球引力的大小 (C)重力的方向一定指向地心 (D)重力的單位與其他力的單位不同

【答案】:【D】

【解析】:力的單位分為重力單位與絕對單位。
只要是力,皆可以用重力單位或絕對單位表示。
重力為力的一種型態。

 

( )14. 在空中飛行的飛機若失去動力,則掉落地面上,由此推知下列何者?
(A)
空氣浮力忽強忽弱 (B)空氣和飛機間有摩擦力 (C)地球有磁性,吸引鐵器 (D)飛機受地球引力作用

【答案】:【D】

【解析】:飛機若失去動力,則掉落地面上,這是受重力的作用,重力為地球吸引飛機所產生的作用力。

 

( )15. 用手拉橡皮筋使其伸長時,橡皮筋亦有力作用於手,這種作用於手的力叫做
(A)
萬有引力  (B)彈力  (C)摩擦力  (D)靜電力。

【答案】:【B】

【解析】:用手拉橡皮筋使其伸長時,橡皮筋亦有力作用於手,這種作用於手的力叫做恢復力,也稱為彈力。

 

( )16. 物體受力的作用而產生形變;當外力除去時,隨即恢復原狀的特性稱為
(A)
彈性  (B)彈力  (C)塑性  (D)形變。

【答案】:【A】

【解析】:物體受力的作用而產生形變;當外力除去時,隨即恢復原狀的特性稱為『彈性』。

 

( )17. 彈簧被拉至一定長,不再變動時,此時彈簧
(A)
必在力的平衡狀態  (B)外力必較彈力大  (C)彈簧可能已完全變形,不能再恢復,故不在平衡狀態  (D)因物體產生形變,合力不為零。

【答案】:【A】

【解析】:彈簧的長度不再變動時,必定在平衡狀態,此時合力=0,外力=恢復力。

 

( )18. 分別將一質量10g的砝碼掛在彈簧及橡皮筋下端,結果彈簧伸長了5cm,橡皮筋伸長了10cm,設在彈性限度內,則兩者產生的彈力以何者較大?
(A)
彈簧  (B)橡皮筋  (C)二者相等  (D)無法判定。

【答案】:【C】

【解析】:彈簧下端掛10g的物體,彈簧受力10gw;橡皮筋下端掛10g物體,橡皮筋受力10gw。
因此兩者受力皆相等。

 

( )19. 彈簧(在彈性限度內)掛上5個20公克砝碼時,伸長量為10公分。若取下一個砝碼則伸長量為 
(A)8公分  (B)6公分  (C)4公分  (D)2公分。

【答案】:【A】

【解析】:5個20公克砝碼,總質量為5×20=100g    
5
個砝碼,使彈簧伸長10cm,平均1個砝碼,使彈簧伸長2cm;
若取下1個砝碼,則減少2cm;
因此10-2 = 8 cm

 

( )20. 描述: 11101如圖,彈簧左端受外力10g,則此時彈簧的彈力大小為若干gw? (在彈性限度內)
(A)0   (B)5   (C)10  (D)20
。

【答案】:【C】

【解析】:同一調彈簧,各處受力皆相同。
彈簧受力10gw,則每個部份受力皆為10gw。

 

( )21. 承上題,設外力除去後能恢復原長,則恢復原狀後的彈力為
(A)0  (B)5  (C)10  (D)20   gw
。

【答案】:【A】

【解析】:彈簧恢復原長後,伸長量為0,則恢復力為0。

 

砝碼個數(個)

2

4

6

8

10

彈簧全長(cm)

9

10

11

12

13

( )22. 某生測定一彈簧的全部長度與外力的關係,所得數據如右表,如以外力為橫坐標,彈簧全長為縱坐標,依實驗曲線,下列敘述何者正確?
(A)
實驗曲線經過原點   (B)彈簧的全長與外力的大小成正比  (C)當外力為5gw時,彈簧全長為10.2cm  (D)不加外力時,彈簧原來長度為8cm。

【答案】:【D】

【解析】:每次相差2個砝碼,相差1cm,表示增加2個砝碼,增加1cm,
若減少2個砝碼,則減少1cm,因此彈簧原長=9-1=8cm

( )23. 如圖,(甲)、(乙)、(丙)三個彈簧串聯,右端固定於牆上,左端以100gw力拉動,則平衡時(乙)、(丙)的讀數各為若干?描述: 11102
(A)
乙丙均為50gw  (B)乙丙均為100gw  (C)乙為100gw,丙為200gw  (D)乙為50gw,丙為100gw。

【答案】:【B】

【解析】:甲乙丙三彈簧串聯成一長條,則每一條彈簧受力皆相同。
外力向左以100gw力拉動,則各處受力皆為100gw。

 

( )24. 一懸掛著的彈簧原長為15公分,在彈性限度內,每增0.5公斤重量時彈簧增長1公分,若彈簧下端共懸掛2公斤重物,則彈簧全長應為多少公分?
(A)16  (B)17  (C)18  (D)19
。

【答案】:【D】

【解析】:每增0.5公斤重量時彈簧增長1公分,
05kgw
:1cm=2kgw:Xcm         X=4cm    彈簧全長=15+4=19cm

 

( )25. 將彈簧的一端固定在天花板上,另一端懸掛15克重的甲物體時,彈簧伸長1.5公分,若改掛乙物體則伸長6公分,由此可知乙物體的重量為
(A)60克重  (B)90克重  (C)3.75克重  (D)10克重。(
在彈性限度內)

【答案】:【A】

【解析】:同一條彈簧,恢復力和伸長量成正比
彈簧懸掛15克重的甲物體,彈簧受力15gw,伸長量為1.5公分
則    15:1.5=Xgw:6cm     X=60gw

 

( )26. 彈簧的一端固定,另一端掛一鐵塊時全長為12cm,加掛一鋁塊時全長14cm,若拿走鐵塊全長為10cm,則鐵塊重為鋁塊的多少倍?
(A)0.5  (B)0.75  (C)1  (D)2
。

【答案】:【D】

【解析】:掛鐵塊時,全長12cm,鐵塊+鋁塊時,全長14cm;只有鋁塊時,全長10cm。
表示掛鋁塊時,彈簧伸長14-12=2cm:
掛鐵塊時,彈簧伸長14-10=4cm:
受力愈大,伸長量愈大,因此兩物體的重量比=伸長量的比
                                       
=4:2=鐵塊重量:鋁塊重量
                                       
=鐵塊質量:鋁塊質量。

 

( )27. 在彈性限度內一彈簧原長L,在月球上掛某重物時,其長度為2L,若此實驗移到地球上操作時,其長度為
(A)5L   (B)6L  (C)7L  (D)12L
。

【答案】:【C】

【解析】:月球上掛物體,伸長量=2L-L=L
同一物體在地球上,重量為在月球上的6倍,因此伸長量=L×6=6L
在地球上的彈簧全長=L+6L=7L

 

( )28. 甲、乙、丙三條彈簧,伸長量與受力關係如右圖,若用同樣大小的力拉三條彈簧後,發覺三條彈簧一樣長,則彈簧未受力前的長度是
(A)
甲=乙=丙  (B)甲>乙>丙  (C)甲<乙<丙  (D)甲>乙,丙>乙。
  
(設均未超過性限度)

【答案】:【B】

【解析】:在圖形上,劃一條垂直線,此時表示受力相同;
則丙彈簧的伸長量最大,甲彈簧的伸長量最小;
但是彈簧伸長後,三條彈簧一樣長,
表示受力前甲彈黃最長,但是伸長量最小;
丙彈簧最短,但是伸長量最大。

 

( )29. 描述: 11105五條相同的彈簧組成如圖中三個虎克定律實驗裝置,若在彈性限度內將10克、20克、30克的砝碼分別掛於甲、乙、丙三圖中彈簧下端,則各圖中彈簧伸長量的大小關係為何?
(A)
甲<乙<丙  (B)甲=乙<丙  (C)甲<乙=丙   (D)甲>乙>丙。

【答案】:【B】

【解析】:如圖,甲彈簧受力10gw;   乙彈簧2條受力20gw,一條乙彈簧受力為10gw;
2
條丙彈簧受力=30gw,一條丙彈簧受力=15gw。
相同性質的彈簧,受力愈大,則伸長量愈大;因此甲(10gw)=乙(10gw)<丙(15gw)

 

( )30. 彈簧下端懸掛一秤盤,上面放置砝碼作虎克定律實驗,每個砝碼質量均為10公克,實驗數據如右表,則下列敘述何者正確?
(A)
此實驗中,控制的變因為彈簧伸長量  (B)當砝碼數為5個時,彈簧伸長量為2.5公分  (C)只懸掛秤盤時,彈簧之伸長量為1.0公分  (D)秤盤之質量為40公克。

【答案】:【D】

【解析】:(A) 每次實驗增加2個砝碼,砝碼個數為操縱變因,伸長量為應變變因。
(B) 4
個砝碼時,伸長量為2.4cm;6個砝碼時,伸長量為3.0cm
  
則5個砝碼時,伸長量應為(2.4+3.0)/2 = 2.7cm
(C)
增加2個砝碼,增加0.6cm,將2個砝碼拿掉,應減少0.6cm;
   
則0個砝碼時的伸長量=1.8-0.6=1.2cm(只有秤盤時的伸長量)
(D)
增加2個砝碼(20gw),增加0.6cm,則:
    20gw
:0.6cm = Xgw:1.2cm    X=40gw

 

( )31. A、B兩條完全相同之彈簧,A彈簧一端固定於牆上,另一端以F公克重之力拉之,則彈簧伸長量為x公分。如B彈簧兩端各以F/2公克重之力同時拉之,則其伸長量為
(A)4x  (B)2x  (C)x    (D)x/2  
公分。

【答案】:【D】

【解析】:同一條彈簧,雖然只有一端用力,但實際上,另一端(固定端)也受力,此時彈簧各處的受力皆相等。
施力F時,伸長量為Xcm,彈簧受力為F;
兩端各以F/2公克重之力同時拉之,彈簧受力為F/2,伸長量則為X/2 cm。

 

( )32. 鉛直懸掛的彈簧,描述: 11106下端吊一極輕的紙盤,紙盤上放一鐵塊時,彈簧伸長4公分。若再放入一元硬幣,則彈簧總伸長量與硬幣數之關係如圖,則此鐵塊與一枚硬幣重量之比值為
(A)1  (B)2  (C)3  (D)4
。(紙盤重不計)

【答案】:【B】

【解析】:如圖,多一枚硬幣時,彈簧伸長量增加2cm;而鐵塊則讓彈簧增加4cm。
依虎克定律,作用力和伸長量成正比,因此
鐵塊重量:硬幣重量=鐵塊伸長量:硬幣伸長量=4:2=2:1
因此鐵塊與一枚硬幣重量之比值為2/1=2倍。

 

( )33. 在彈性限度內,若地球上20公克重的外力可使某彈簧伸長6公分,則月球上20公克重的外力可使某彈簧伸長
(A)1  (B)6  (C)12  (D)36  公分。

【答案】:【B】

【解析】:地球上施力20gw,彈簧受力20gw,可使某彈簧伸長6公分。
月球上施力20gw,彈簧受力20gw,依然可使某彈簧伸長6公分。

 

( )34. 彈簧秤上掛甲物全長10cm,改掛乙物全長12cm,若改掛兩個乙物,全長18cm,則可推知
(A)
乙為2kgw  (B)甲為2kgw  (C)乙的重量為甲的3/2倍  (D)乙的重量為甲的2/3倍。(彈性限度內)

【答案】:【C】

【解析】:掛乙物全長12cm,改掛兩個乙物,全長18cm,表示一個乙物體可使彈簧伸長18-12=6cm。
彈簧原長=12-6=6 cm      掛上甲物體的伸長量=10-6= 4 cm
乙物體重量:甲物體重量=乙物體伸長量:甲物體伸長量=6:4=3:2
乙物體的重量為甲物體的3/2倍。

 

( )35. 描述: 11107如圖,一橡皮筋受100gw的力作用自A伸長至B而平衡時,在此橡皮筋的C點處
(A)
只有受到向左的力,比100gw小  (B)只有受到向左的力,比100gw大  (C)分別受到向左及向右的力,大小同為100gw  (D)分別受到向左及向右的力,但向左的力較大。

【答案】:【C】

【解析】:以100gw的作用力拉,則橡皮筋各處受力皆為100gw;
橡皮筋C處的受力:C處左端的橡皮筋受力向右為100gw,C處右端的橡皮筋受力向左為100gw。
即C處受力左右皆相等,皆為100gw。

 

( )36. 一彈簧掛在天花板上,下端以15公斤重之力拉之,伸長3公分,取下彈簧在彈性限度內兩端各以20公斤重之力水平拉之,彈簧伸長若干?
(A)8  (B)6  (C)4  (D)2  公分。

【答案】:【C】

【解析】:彈簧下端掛15kgw,彈簧受力15kgw,伸長3公分;
今在彈簧兩端各以20公斤重之力水平拉之,彈簧受力20kgw,伸長X公分,則:
15
:3=20:X    X=4 cm

 

砝碼個數(個)

20

40

60

80

100

彈簧全長(cm)

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

( )37. 原長5公分的彈簧先在下端掛一秤盤作外力與形變的實驗,數據如右表。能否由表中推測出只掛秤盤時彈簧伸長
(A)6公分   (B)1公分  (C)0.5公分  (D)
不能推測。

【答案】:【B】

【解析】:砝碼個數增加20個,彈簧全長增加1cm,
若將砝碼取下20個,則彈黃全長將減少1cm;
為掛砝碼時,彈簧全長=7.0-1.0=6.0cm 
但是彈簧原長只有5.0cm;因此未掛砝碼只掛秤盤時,彈簧將只有伸長6.0-5.0=1.0cm

 

( )38. 以下哪些選擇彈簧當作測量工具的因素?
 
甲.彈性好;  乙.受力後形變明顯;  丙.塑性佳;  丁.受力時形變相當有規律。
(A)甲乙丙丁 (B)甲丙丁 (C)乙丙丁 (D)甲乙丁。

【答案】:【D】

【解析】:彈簧作為測量力的工具,主要是因為:
   
彈黃本身受力彈性好,受力後能明顯變形;
   
外力除去時,能即刻恢復原狀,
   
因此具有規律性,可重複測量。

 

( )39. 一般使用彈簧秤測量物體的重量或力的大小,是依據彈簧的哪一項性質? 
(A)密度的大小 (B)形變量的大小 (C)運動速度的大小 (D)運動方向的改變。

【答案】:【B】

【解析】:使用彈簧秤測量物體的重量或力的大小,是依據虎克定律:
   
彈簧所受的外力和變形量(伸長量或壓縮量)成正比。

 

( )40. 下列日常生活所使用的物品中,哪一個的塑性比彈性大? 
(A)籃球 (B)橡皮筋 (C)紙黏土 (D)彈簧。

【答案】:【C】

【解析】:物體若塑性大,則受力後容易變形,外力除去後,卻不容易恢復原狀。
紙黏土的逤性大,可捏成不同形狀。

 

( )41. 地震造成地表裂開和隆起的現象是哪種力的效應? 
(A)形狀或大小改變 (B)運動狀態改變 (C)形狀、大小或運動狀態都改變 (D)形狀改變。

【答案】:【C】

【解析】:地震造成地表裂開和隆起是地層的位移運動即地表的起伏改變,因此形狀及運動狀態皆有改變。

 

( )42. 下列何者屬於力的效應? 
(A)地震造成山崩 (B)彈簧被拉長 (C)鉛筆被折斷 (D)上述三者皆為力的效應。

【答案】:【D】

【解析】:地震造成山崩、彈簧被拉長、鉛筆被折斷都是受力的表現。

 

( )43. 兩力或數力合成,最多可產生幾個合力? 
(A)一個合力 (B)兩個合力 (C)無限多合力 (D)不一定。

【答案】:【A】

【解析】:合力只有一個,分力可以有很多個。

 

( )44. 大華、大明兩人朝同一方向推動一個大球,如果大華施力80kgw,大明施力60kgw,則大球受到兩人推力的合力大小為何? 
(A)20kgw (B)70kgw (C)100kgw (D)140kgw。

【答案】:【D】

【解析】:同一方向,則合力為兩力相加;F=80+60=140kgw。

 

( )45. 描述: 030302022A有關圖中甲作用力的敘述,下列何者錯誤? 
(A)A
為此力的作用點 (B)箭頭所指的方向為此力的方向 (C)線段AB的長度可以表示力的大小 (D)線段AB的延長線表示此力的作用線。

【答案】:【D】

【解析】:力的表示,包含力的大小、力的方向,極力的作用點,沒有作用線。

 

( )46. 處於靜止狀態之物體,其所受的合力大小應為何? 
(A)等於物重 (B)等於支撐力 (C)等於摩擦力 (D)等於零。

【答案】:【D】

【解析】:處於靜止狀態之物體,必為平衡狀態,此時所受的合力大小應為0。

 

( )47. 在空中等速度落下的物體,同時受到向下之地球引力及向上之空氣阻力作用,則其受力情形為何? 
(A)此物體不受任何作用力 (B)此物體所受地心引力大於所受的空氣阻力 (C)此物體所受地心引力等於所受的空氣阻力 (D)此物體所受地心引力小於所受的空氣阻力。

【答案】:【C】

【解析】:等速度落下的物體,沒有加速度,必為平衡狀態,此時所受的合力大小應為0,向下之地球引力及向上之空氣阻力必定相等。

 

( )48. 有一顆氣球重量為2gw,今受空氣向上的浮力5gw而垂直向上飄,此時氣球所受的合力為何? 
(A)3gw向上 (B)3gw向下 (C)5gw向上 (D)7gw向上。

【答案】:【A】

【解析】:氣球重量2gw一定向下,空氣浮力5gw一定向上,此時氣球所受的合力=5-2=3gw(方向向上)。

 

( )49. 描述: 030302073A如圖,甲物體所受向左的作用力大小為多少gw?(一格代表5gw) 
(A)5gw
 (B)10gw (C)20gw (D)40gw。

【答案】:【C】

【解析】:如圖,甲物體受力向左4格線段長,一格代表5gw,因此5×4=20gw。

 

( )50. 下列哪一個物體並非處於靜力平衡狀態? 
(A)一個水平平衡的天平,左右兩秤盤放上不同形狀的物體 (B)一艘靜止在水面的船 (C)一個正在任意飄動的汽球 (D)掛在天花板上的吊燈。

【答案】:【C】

【解析】:平衡狀態可能為靜止或是等速度。
正在任意飄動的汽球不是等速度,也不是靜止,必定受力,不是平衡狀態。

 

( )51. 可用來測量力的大小的日常用品很多,請問下列何者最不適宜? 
(A)橡皮筋 (B)鐵棒 (C)彈簧 (D)具有彈力的籐條。

【答案】:【B】

【解析】:四者當中,鐵棒的彈性最差,因此最不適宜最為測量力的工具。

 

( )52. 一彈簧受外力40gw作用時,長度伸長0.2cm,則在彈性限度內受30gw的外力作用時,彈簧伸長多少公分? 
(A)0.1公分 (B)0.15公分 (C)0.3公分 (D)0.6公分。

【答案】:【B】

【解析】:40gw:0.2cm = 30gw:Xcm
40X
= 6               X=0.15 cm

 

( )53. 下列何者不是達成兩力平衡的必須條件? 
(A)大小相等 (B)方向相反 (C)沿著同一直線作用 (D)受力的物體必定靜止不動。

【答案】:【D】

【解析】:兩力平衡的條件為:大小相等、方向相反、沿著同一直線作用;
平衡時的狀態可能為靜止,或是等速度;但是合力=0

 

( )54. 如圖,描述: 03030204以10公克重之力拉一固定在牆壁上的彈簧,彈簧伸長了6公分,假設彈簧可承受1公斤重的拉力而不會超過彈性限度,則根據「兩力平衡」的觀念,下列敘述何者不正確?
(A)
彈簧同時受到牆壁拉力與向右的作用力而平衡 (B)改施以20公克重拉力時,彈簧伸長量將變為12公分 (C)在月球上對彈簧施力20公克重,則彈簧伸長量將變為4公分 (D)將此彈簧改掛20公克重的重物,彈簧伸長量將變為12公分。

【答案】:【C】

【解析】:以10公克重之力拉一固定在牆壁上的彈簧,彈簧伸長了6公分,雖然掛在牆壁上,但是牆壁依然有施力,
此時彈簧平衡,彈簧受牆壁向左的拉力,與向右的施力相平衡;
改施20gw時,10:6=20:X      X=12cm,彈簧將伸長12cm。
(C)
在月球上對彈簧施力20gw,彈簧依然受到20gw的作用力,因此仍將伸長12cm。
(D)
彈簧改掛20公克重的重物,彈簧依然受到20gw的作用力,因此仍將伸長12cm。

 

( )55. 下列哪一個事件中的物體並未處於靜力平衡狀態? 
(A)懸掛在牆上的壁畫 (B)躺在沙灘做日光浴的大雄 (C)滾著輪胎加速跑步的小孩 (D)靜坐沉思的老人。

【答案】:【C】

【解析】:平衡時的狀態可能為靜止,或是等速度;
懸掛在牆上的壁畫,為靜止狀態;躺在沙灘做日光浴的大雄,為靜止狀態;
靜坐沉思的老人,為靜止狀態;
滾著輪胎加速跑步的小孩,有加速度,愈跑愈快,不是平衡狀態。

 

( )56. 靜止的球受到向右的力作用產生運動,則球應朝哪個方向移動?若無其他外力作用,球是否還會向其他方向移動? 
(A)右,否 (B)左,否 (C)右,是 (D)左,是。

【答案】:【A】

【解析】:靜止的球受到向右的力作用產生運動,則球應向右方運動;
若無其他外力時,球的運動方向便不會再改變。

 

( )57. 下列何者不屬於力的單位? 
(A)公斤 (B)公克重 (C)牛頓 (D)公斤重。

【答案】:【A】

【解析】:公斤是質量的單位,不屬於力的單位。

 

( )58. 力的效應隨著大小、方向、作用點不同而改變,通常以「帶有箭頭的線段」為圖示表達這三要素,其中「線段」長度代表 
(A)力 (B)大小 (C)方向 (D)作用點。

【答案】:【B】

【解析】:力的表示包含力的大小、方向、作用點;其中「箭頭」代表力的方向;而「線段」長度表示力的大小。

 

( )59. 物體受外力會改變形狀,當外力除去後會恢復原來形狀的特性稱為何? 
(A)塑性 (B)彈性 (C)本性 (D)向性。

【答案】:【B】

【解析】:物體受外力會改變形狀,當外力除去後會恢復原來形狀的特性,即稱為彈性;
物體的彈性愈大,售外力產生變形,除去外力,即能立刻恢復原狀。

 

( )60. 任何一力必須具備哪三種要素? 
(A)大小、方向、空間 (B)方向、作用點、時間 (C)大小、方向、作用點 (D)大小、空間、作用點。

【答案】:【C】

【解析】:力的表示包含力的大小、方向、作用點。

 

( )61. 物體受外力會改變形狀,當外力除去後不易恢復原來形狀的效應稱為何? 
(A)彈性 (B)本性 (C)趨性 (D)塑性。

【答案】:【D】

【解析】:物體受外力會改變形狀,當外力除去後會恢復原來形狀的特性,即稱為彈性;
若物體受外力會改變形狀,但是外力除去後,不易恢復原來形狀的效應,稱為『塑性』。

 

( )62. 彈簧適合用來測量力的大小,下列關於彈簧的敘述何者錯誤? 
(A)彈性佳 (B)受力後長度的改變具有規則性 (C)受力後長度的改變明顯 (D)可以測量任何大小的力,不受限制。

【答案】:【D】

【解析】:測量力的工具:
(1)
彈性佳  (2) 受力後長度的改變具有規則性  (3) 受力後長度的改變明顯
(4)
在彈性限度內可測量,但不能無限制的增加力的大小。

 

( )63. 下列哪些為兩作用力使物體達到靜力平衡的條件?
甲.大小相等;  乙.方向相反;  丙.方向相同;  丁.作用在同一直線;  戊.作用力的來源相同。 
(A)甲乙丙 (B)甲乙丁 (C)乙丙戊 (D)甲乙丁戊。

【答案】:【B】

【解析】:兩力平衡的條件:
甲.大小相等;  乙.方向相反;  丁.作用在同一直線。
此時合力=0,物體處於平衡狀態,可能為靜止或是等速度。

 

( )64. 已知兩力大小不同、方向相同、作用在同一作用線上,則下列關於兩力合力的敘述何者正確? 
(A)其合力方向必和較小之力相同 (B)其合力方向必和大力相同 (C)其合力大小必等於此兩力之合 (D)上述三者皆正確。

【答案】:【D】

【解析】:兩力大小不同、方向相同、作用在同一作用線上,此時兩力的夾角為0度,合力=兩力相加;
即:F=F1+F2。

 

( )65. 以下哪些選項組合後,可完整地描述「力」?
甲.作用點;  乙.方向以箭頭表示;  丙.大小以線段的長短表示;
丁.以公斤重當作力的單位;  戊.以射線表示作用的位置。 
(A)甲、丙、丁、戊 (B)甲、乙、丁、戊 (C)乙、丙、丁、戊 (D)甲、乙、丙、丁。

【答案】:【D】

【解析】:完整地表示一個力,需要表明力的大小、力的方向、力的作用點。

 

( )66. 若物體受數力作用而達靜力平衡,則下列有關此物體運動狀態的敘述,何者正確? 
(A)必保持靜止 (B)速度持續增加 (C)產生轉動 (D)保持靜止或是等速直線運動。

【答案】:【D】

【解析】:物體受數力作用而達靜力平衡時,此時合力=0,物體處於平衡狀態,可能為靜止或是等速度。

 

( )67. 華正使用一彈簧測量物體的重量,取一個彈性限度標示為100gw,原長為10cm的彈簧,今掛上20gw的砝碼時,彈簧全長18cm,若改掛一個玩具小熊,則彈簧全長將為14cm。試問,玩具小熊的重量為何? 
(A)10gw (B)20gw (C)30gw (D)35gw。

【答案】:【A】

【解析】:原長為10cm的彈簧,掛上20gw的砝碼時,彈簧全長18cm,伸長了8cm;
改掛一個玩具小熊,則彈簧全長將為14cm,伸長了4cm;
因此  20:8 = X:4      X=10gw

 

( )68. 若有一大木箱重量為 3.5 公斤,靜置在地面上,琪琪對木箱施向左 3 kgw的力,而佳梅同時對木箱施向右 4 kgw的力,請問閔文要對木箱施多少力才可以維持桌子不動? 
(A)向右1kgw (B)向右7kgw (C)向左1kgw (D)向左7kgw。

【答案】:【C】

【解析】:琪琪對木箱施向左 3 kgw的力,佳梅同時對木箱施向右 4 kgw的力;此時欲保持平衡(合力=0)
還需要一個向左1kgw的力,才能使向左的力=向右的力,合力才能為0。

 

( )69. 若有一桌子重量為3.5公斤,靜置在地面上,小芳和小美同時向右推動桌子,如果小芳施力3kgw,小美施力4kgw,則小志要對桌子施多少力才能讓桌子不移動? 
(A)向右1kgw (B)向右7kgw (C)向左1kgw (D)向左7kgw。

【答案】:【D】

【解析】:小芳和小美同時向右推動桌子,此時兩人合力相加,小芳施力3kgw,小美施力4kgw,合力為3+4=7kgw;
讓桌子保持平衡不動時,需向左施力7kgw,才能將向右的合力抵消,才能使合力=0。

 

( )70. 下列哪一個物體可以確定受到力的效應? 
(A)裂開或隆起的地表 (B)停車格內靜止的汽車 (C)等速直線滑動的冰塊 (D)放在桌上的橡皮筋。

【答案】:【A】

【解析】:裂開或隆起的地表:形狀改變;停車格內靜止的汽車:合力=0,在靜止狀態;
等速直線滑動的冰塊:平衡狀態才能維持等速度運動。
放在桌上的橡皮筋:保持在靜止狀態,合力=0。

 

( )71. 下列哪一個敘述能證明力可使物體運動狀態改變? 
(A)用力拉彈簧,能使彈簧伸長 (B)火藥爆炸能射出子彈 (C)用力撞擊牆壁 (D)站在跳水板上,跳水板會彎曲。

【答案】:【B】

【解析】:用力拉彈簧,能使彈簧伸長:形狀改變;   火藥爆炸能射出子彈:運動狀態改變
用力撞擊牆壁:牆壁靜止,保持不動,合力=0
站在跳水板上,跳水板會彎曲:形狀改變。

 

( )72. 下列哪一種現象不屬於力的效應? 
(A)氣球膨脹 (B)彈簧拉長 (C)車速越來越快 (D)電燈突然熄滅。

【答案】:【D】

【解析】:氣球膨脹是空氣擠壓的張力;彈簧拉長是對彈簧施力拉伸;
車速越來越快,是引擎加速,為力的作用。
電燈突然熄滅是電能消失,不是力的作用。

 

( )73. 下列有關力的敘述何者最為完整? 
(A)受2.5公斤重的力 (B)受力2.5 (C)受力2.5公斤 (D)受向北2.5公斤重的拉力。

【答案】:【D】

【解析】:力的完整表示,包含力的大小、方向、作用點。
受向北(方向)2.5公斤重(大小)的拉力(作用點)。

 

( )74. 描述: 030302009A右圖為力的圖示,若每一格代表2kgw,則作用力A的大小及方向為何?
(A)
向東,4kgw (B)向西,4kgw (C)向東,8kgw (D)向西,8kgw。

【答案】:【C】

【解析】:每一格代表2kgw,如圖共有4格的長度,因此4×2=8kgw。

 

( )75. 已知兩力大小不同、方向相反、作用在同一作用線上,則下列關於兩力合力的敘述何者錯誤? 
(A)其合力大小必等於此兩力之差 (B)其合力方向必和較大之力相同 (C)其合力方向必和較小之力相同 (D)其合力大小必小於較大之力。

【答案】:【C】

【解析】:兩力大小不同、方向相反、作用在同一作用線上,因為方向相反,所以合力為兩作用力相減。
合力的方向和作用力較大者同方向。

 

( )76. 某彈簧原長為12cm,掛上一120公克重的重物時,彈簧長度變為15cm;若改掛另一重物,彈簧全長變為17cm,則此重物的重量應為多少公克重?(假設測量時彈簧在彈性限度內)  
(A)80公克重 (B)120公克重 (C)200公克重 (D)240公克重。

【答案】:【C】

【解析】:掛上一120公克重的重物時,彈簧由原長為12cm變為15cm,伸長了3cm;
掛上一X公克重的另一重物時,彈簧由原長為12cm變為17cm,伸長了5cm;
120
:3=X:5       X=200gw

 

( )77. 小君在家中一邊看電視一邊拉長手中的橡皮筋,因為電視看得太入迷,導致橡皮筋反彈射中臉部,試問橡皮筋受外力伸長後仍可恢復原狀的特性稱為什麼? 
(A)彈性 (B)原性 (C)恢復性 (D)本性。

【答案】:【A】

【解析】:橡皮筋受外力伸長後仍可恢復原狀的特性稱為『彈性』,恢復原狀的作用力,稱為『彈力』。

 

( )78. 有關「力」的敘述,下列何者錯誤? 
(A)當物體受力的作用時,必產生形變及運動狀態的改變 (B)力具有大小及方向性 (C)通常我們以一帶有箭頭的線段表示「力」 (D)kgw是常用的力的單位。

【答案】:【A】

【解析】:物體受力的作用時,可能會產生形變或是運動狀態改變,也可能兩者現象都會同時發生。

 

( )79. 如圖,何者為非接觸力?
(A)
 (B) (C) (D)

【答案】:【C】

【解析】:(A) 是弓箭的彈力,為接觸力;    (B)是煞車的摩擦力,為接觸力;   
(C)
是重力(地球引力),為非接觸力;   (D) 是推力,為接觸力;。

 

( )80. 下列各圖所示的力量,何者不屬於接觸力?
(A)  (B) (C)
 (D)  

【答案】:【A】

【解析】:(A) 蘋果落地,為重力,屬於非接觸力;      (B) 弓箭的彈力,為接觸力;
(C)
汽車加速,為引擎的動力,屬於接觸力;  (D) 拳擊需接觸,為接觸力。

 

( )81. 設力“”表示向東50gw,則向北100gw應表示為
(A)
 (B) (C) (D)

【答案】:【D】

【解析】:向左代表向東,則北方即在下方,因此如圖向左2格為向東50gw,則向北100gw應為向下4格。

 

( )82. 有關重力的敘述,何者錯誤?
(A)
地面上質量1公斤的物體所受重力為1公斤重 (B)重量是物體受地球引力的大小 (C)重力的方向一定指向地心 (D)重力的單位與其他力的單位不同

【答案】:【D】

【解析】:力的單位有重利單危及絕對單位,公克重(gw)及公斤重(kgw)為重力單位。

 

( )83. 在空中飛行的飛機若失去動力,則掉落地面上,由此推知下列何者?
(A)
空氣浮力忽強忽弱 (B)空氣和飛機間有摩擦力 (C)地球有磁性,吸引鐵器 (D)飛機受地球引力作用

【答案】:【D】

【解析】:空中飛行的飛機若失去動力,則掉落地面上,是由於地球引力的作用,為超距力,不屬於接觸力。

 

( )84. 下列何者不屬於接觸力?
(A)地球引力 (B)拉力 (C)摩擦力 (D)彈力

【答案】:【A】

【解析】:地球引力為超距力,不屬於接觸力。

 

 

二、填充題:

1.         A在赤道,B的南極,質量都是1公斤,若放在同一處,則質量A【等於】B,重量A【等於】於B;
C在赤道,D在北極,重量都是1公斤重,若放在同一處,則重量C【大於】D,質量C【大於】D。

 

2.         求下列各圖的合力:

  (1)                 (2)                (3)                  (4)

 

 

 


  (5)                 (6)                (7)                   (8)

 

 

 

 


3.         請作出能與 F1、F2 達三力平衡的第三力 F3:

    (1)                            (2)                           (3)

4.         請作出下圖的分力:

     (1)                            (2)                           (3)

 

5.         原長5cm的彈簧下端掛一個秤盤,作虎克定律實驗,得如右表的結果,若不計彈簧本身重量,試回答下列問題:

(1)    秤盤的重量為【60】gw。

(2)    若在彈簧兩端秤盤上各放10g砝碼時,彈簧全長為【8.5】公分。

【解析】:(1) 如表格,砝碼每增加20gw時,長度增加1cm;
            
若將砝碼減少20gw時,砝碼將減少1cm;
            
未掛砝碼時,彈簧長度=9.0cm-1.0cm=8.0cm
            
已知彈簧原長為5cm,則伸長量為8cm-5cm=3cm
            
此應為懸掛秤盤所造成的伸長量;因此:
             20gw
:1cm=X gw:3cm       X=60gw
         (2)
兩端秤盤上各放10g砝碼時,彈簧受到10gw的拉力,因此伸長量
             20
:1=10:y    y=0.5cm
            
秤盤+10gw砝碼時,彈簧全長為  8 cm+0.5 cm = 8.5 cm

描述: 11109

6.         施力壓縮一彈簧,得其作用力對長度(F-l)之關係曲線如右圖,則:

(1)    彈簧之原長為【10】公分。

(2)    改施6kgw的外力拉長彈簧則長度為【13】公分。

【解析】:如圖,施力8kgw壓縮時,彈簧由10cm壓縮成6cm,長度減少4cm;
        
依圖示,彈簧的原長為10cm;
        
施力8kgw壓縮時,彈簧長度減少4cm,施力6kgw拉伸時,彈簧長度伸長Xcm
         8
:4=6:X       X=3cm
         
彈簧的全長為10cm+3cm=13cm

 

7.         一彈簧秤掛10克砝碼時全長10公分,掛20克砝碼,全長12公分,求:

(1)    懸掛50克砝碼的全長【18】公分。

(2)    設懸掛a克砝碼時,全長為b公分,則a與b關係式為【b=0.2a+8】。

【解析】:掛10克砝碼時全長10公分,掛20克砝碼,全長12公分,
           
表示多增加10gw時,伸長量增加2cm;
           
減少10gw時,將減少 2cm;
                
彈簧的原長=10-2=8cm
            10gw
:2cm=50gw:Xcm       X= 10cm
            
懸掛50克砝碼的全長=8cm +10cm=18cm
        (2)
掛a克砝碼時,伸長量為y則
            10
gw:2cm= a gw:y cm        y=0.2a
            因此彈簧全長 b=8+0.2a

 

8.         描述: 11114如圖表示A、B兩彈簧在虎克定律實驗時外力和彈簧全長的關係圖,則:

(1)    當A、B兩彈簧各受同樣外力時,B長22.5cm,則A長【17.5】cm。

(2)    承(1),若此時所受的外力為50gw,則F的值為【100】gw。

【解析】:(1) B彈簧受力Fgw時,伸長25cm-20cm=5cm;
           
當B彈簧長度22.5cm時,伸長量為22.5cm-20cm=2.5cm,此時受力為Xgw,則:
                 F gw
:5cm = X gw:2.5cm   則X=F/2
           
當A彈簧受力Fgw時,伸長25cm-10cm=15cm;
           
當A彈簧同樣受力為F/2時,伸長量為y,則:
                 F gw
:15 cm=F/2 gw:y       y=7.5cm
           
因此A彈簧的全長為 10cm+7.5cm=17.5cm
         (2)
若F/2=50gw,則 F=100gw         

 

9.         甲、乙兩彈簧的伸長量與外力間的關係如圖,則:

(1)    假如使甲彈簧伸長10cm的物體A懸掛於乙彈簧時,乙彈簧的伸長量應為【20】描述: 11116cm。

(2)    描述: 11115將甲、乙兩彈簧並聯如圖,掛上物體B時,伸長量為2cm,則物體B的重量為【9】gw。

【解析】:(1) 如圖,甲彈簧受力6gw,可以伸長2cm,掛上物體A伸長10cm。
             6
:2=X:10     X=30gw
            
如圖,乙彈簧受力6gw,可以伸長4cm,掛上30gw物體時,伸長Y cm。
             6
:4=30:Y    Y=20 cm
         (2) 如圖,甲彈簧伸長2cm時,受力6gw,乙彈簧伸長2cm時,受力3gw;
             B
物體重量=6gw+3gw=9gw