單元二力與運動 · 單元2: 力與運動 - 59 - 2-1 牛頓第一運動定律 ※...

單元 2: 力與運動

2-1 牛頓第一運動定律 P.59 2-2 牛頓第二運動定律 P.66 2-3 牛頓第三運動定律 P.80 2-4 圓周運動和萬有引力 P.91

單元二力與運動

莫斯利國中自然科學 103學年度適用


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2-1 牛頓第一運動定律

※ 牛頓運動定律 The Laws of Newton 1642-1727

第一運動定律:任何物體，若是不受外力作用，或是受外力作用但是合力＝0 時則物體靜者恆靜，動者恆做等速度直線運動。

第二運動定律: 當一個物體受外力作用時，物體就會在沿力的方向產生加速度。第三運動定律: 每施一作用力，則必同時產生一反作用力，二力的大小相等，方

向相反，作用在不同物體上。二力同時產生，同時消失且作用

在同一直線上。

※ 伽立略的實驗：提出「慣性」。(Galileo galilei, 1564-1642)

1.裝置如下圖：

2.討論： (1)使一個小球由斜面的上端向下滑，這個球滑到斜面下端

後繼續前進，滑向另一斜面，最後達到一個最高的位

置，且這個高度與原來的高度。 (2)如果把斜面的坡度減小，球還是可以達到的高

度，只是在斜面上所滑行的距離。 (3)當小球滑向一光滑水平面時，則小球將在水平

面上如何運動？如果水平面完全光滑沒有任何阻力的話，小球將。實際上，小球會受和的作用，

而逐漸停止。



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※ 牛頓第一運動定律（慣性定律）：

1.慣性： (1)意義：物體不論其運動或是靜止，均有維持其原來的特性，稱為物

體的慣性。 (2)慣性只和物體的有關，而和其速度、所受的外力無關。

(3)質量越大的物體，慣性越；質量越小的物體，慣性越。

2.牛頓第一運動定律：任何物體，若是不受作用，或是受外力作用但是合力＝時，則物體靜者恆靜，動者恆做等速度直線運動。

※ 日常生活中的慣性實例：

1.靜止物體的慣性：

(1)靜止的汽車突然開動，車上的人會向仰。 (2)搖動果樹，果實因靜止的慣性而和樹枝脫離，

受重力作用而掉落 (3)振動衣服、拍打棉被，以除去灰塵。 (4)急拉或是彈掉杯上的紙片，則紙片上的硬幣因靜止的慣性而

留在原處再因重力作用而掉入杯中。 2.運動中物體的慣性：

(1)行進中的公車突然煞車，車上的人會向仰。 (2)賽跑到終點的人，無法立刻停止。 (3)向北行駛的汽車突然向東轉彎，則車上的人向方傾倒。 (4)刀炳鬆落，將柄往地下一擊就會嵌入柄中了。 (5)揮動毛筆驟停，即可甩去筆上的墨水。

附圖的鋼珠由靜止自 A 點釋放，到達右方斜面 D 點後再滾下，試回答下列問題：

(1)鋼珠由 A→B→C→D 的運動過程中，哪一段速度不變？ ______

哪一段速度加快？ ______；哪一段速度減慢？ ______。 (2)承(1)，h＝15 公分，右方的斜面全長 1 公尺，則 CD 距離______公分。 (3)承(2)，假設右方的斜面傾斜角度變小，則 CD 的距離將增加、減少或不變？______。



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＊討論:有兩位學生在水平地面上合作進行一項實驗，甲生站在以等速

向右前進的火車車廂地板上，乙生則靜止站在地面上，如圖。當火車通過乙生面

前時，甲生沿垂直於車廂地板的方向，向上拋出一棒球後讓其自由落下。

(1)甲生看見的棒球運動軌跡:________ (2)乙生看見的棒球運動軌跡:________ (3)如火車突然加速，會落於甲生的_______。 (4)如火車突然減速，棒球會落於甲生的_______。

如圖，燒杯內盛水，試回答下列問題：甲乙丙丁

1.以等速率向右運動，則燒杯內水面應為 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 2.向右運動速率突增時，燒杯內水面應為 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 3.由靜止突然向左運動時，燒杯內水面應為 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁



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( )1.投擲標槍比賽時，運動員用力將標槍向前擲出，「在標槍離開運動員的手後，標槍仍能

繼續飛行」。前述引處中有關標槍運動情況的敘述，下列何者正確？ (A)處於力平衡的狀態 (B)當時不受外力的作用【94.基測一】 (C)受到空氣向前的推力 (D)有維持原運動狀態的慣性

（）2. 若在水平面上，有一盛水的燒杯向右作等速度運動，此燒杯內水面的狀態最可能為下列何種圖形﹖ 【93.基測二】 (A) (B) (C) (D)

（）3.芷伶搭乘高速鐵路列車北上途中，在某段時間內，她觀察到座位前方的飲料液面呈現傾斜狀，如圖所示，假設軌道成南北向水平

直線，下列何者是此列車當時的運動狀態？【97.基測二】

(A)停止於某地 (B)減速直線前進 (C)加速直線前進 (D)等速直線前進

（）4.表列出四項物體的運動狀態，依據牛頓第一運動定律來判斷，何者所受合力不為零？【100.基測】 (A)硯台 (B)飛機 (C)汽車 (D)小船

（）5.天賜要作一份講解「牛頓第一運動定律」的報告，下列何者作為講解此定律的範例最為適當？【101.基測】

(A)投手越用力投球，所投出去的球速度越快 (B)選手划龍舟時，用槳向後撥水，使龍舟前進 (C)運動員於百米賽跑抵達終點時，無法立刻停下來 (D)蘋果距離地面越高，自由落下至地面時的速度越快

ANS: 1.DABCC

物體運動狀態硯臺靜置於書桌上飛機等速度向西飛行汽車等速率向右轉彎小船靜止浮於水面上



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_____1.牛頓提出慣性。 _____2.慣性和物體的質量有關，而和其速度、所受的外力亦有關。 _____3.向北行駛的汽車突然向東轉彎，則車上的人向西方傾倒。 _____4.如果一物體一直靜止不動，則物體必不受任何力的作用。 _____5.火車天花板上懸吊著一單擺，乘客發現擺錘往南擺高，代表火車的運動狀態向北加速行駛

或向南減速行駛。 ANS: X X X X O

一、選擇（）1. 歆捷在等速向右行駛的火車中，上拋一石子，到達最高點時，下列敘述何者是對的？ˉ

(A)火車與石子向右的速度方向，大小均相同ˉ(B)火車向右的速度大於石子向右的速度ˉ(C)歆捷在原地無法接到石子ˉ(D) 歆捷必須向左移才可接到石子。

（）2. 十元放在廣口瓶上方中間隔著一片塑膠片，今將塑膠片用力快速移開，則十元將如何？ˉ(A)落入廣口瓶中ˉ(B)在瓶口左方落下ˉ(C)產生一加速度ˉ(D)在瓶口右方落下。

（）3. 一汽車在筆直的粗糙水平公路上行駛，速率表上顯示出穩定的 60km/hr，則此汽車所受合力的方向為何？ (A)向前ˉ(B)向後ˉ(C)側面方向ˉ(D)合力為零。

（）4. 下列哪一項現象不屬慣性定律？ˉ(A)划船時，槳往後划，船往前行ˉ(B)用力拉下桌布，餐具留在桌上ˉ(C)百米賽跑抵達終點時不能立刻停止ˉ(D)鐵鎚掉落時，用力將木柄向地一擊，鐵鎚即可進入木柄中。

（）5. 如圖，是利用每秒閃光 10 次的照相機所拍攝的質點運動情形，箭頭表示運動方向，請問哪一個質點不受力或受力的合力為零？

(Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ)

（）6. 桌上放置一木尺 (質脆)，木尺上方放兩張大報紙，用一鐵鎚快速敲擊木尺的前端，則木尺斷裂，是利用何種原理？ˉ(A)報紙來不及推開空氣→慣性定律ˉ(B)利用運動定律ˉ(C)桌子的反作用力ˉ(D)魔術。

（）7. 有關伽立略的慣性實驗如右圖，其右圖 A、圖 B、圖 C 三個接觸面皆光滑無摩擦力，且不考慮任何阻力，則下列敘述何者錯誤？ˉ(A)就圖 A、圖 B 三者而言，球滾至另一面時，圖 A 的高度較高ˉ(B)無論圖 A、圖 B 球將在軌道來回滴動而不會停止ˉ(C)圖 C 中，當球滴至平面時，將保持等速度運動ˉ(D)這實驗結果將說明物體保有慣性。

（）8. 坐在等速往北方行駛的公車上，若車子突然向東轉，則人將何處傾斜？ˉ(A)北方ˉ(B)東方ˉ(C)東南方ˉ(D)東北方。



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（）9.小球由左邊斜面上的 A 點自由滑下，經水平面然後爬上斜角分別為 60°、45°、30°的 B、C、

D 三斜面，假設接觸面都完全光滑，則小球在 B、C、D 三斜面上爬行的高度如何？

(A)以斜面 B 最高 (B)以斜面 C 最高 (C)以斜面 D 最高 (D)三者相等（）10.物體向左拉動紙帶，打點計時器的紙帶打點記錄如圖，則從哪一點開始物體所受之合力

為零？

(A)C (B)D (C)E (D)F （）11.將一條內部光滑的圓弧形水管水平固定在水平桌面上，若不考慮

任何摩擦力，圖中哪一條虛線最能代表鋼球從 A 處管口快速進

入，而由 B 處管口出來的運動軌跡？

(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁（）12.已知地球由西向東自轉，則跳遠能力一定的人分別向東與向西

跳，所得成績如何？ (A)向東大於向西 (B)向東等於向西 (C)向東小於向西 (D)無法判定。

（）13.騎師表演騎術時，自等速運動的馬背上跳起，對地面的觀察者而言，騎師的運動狀態為下列何者？ (A)自由落體 (B)鉛直上拋 (C)水平等速 (D)向前斜向拋射

ANS:1.AADAD 6.AAADC 11.BBD

二、填充 1. 如右圖所示，一鋼珠分別可經由 A、B、C 三路徑運動，今自左方自由

釋放鋼珠，試問：(假設無摩擦力) (1)經由 A、B 路徑所能達到的高度 AH 、 BH 的關係為ˉˉˉˉˉ。 (2)經由 C 路徑的鋼珠，將停止於何處？ˉˉˉˉˉ。 (3)鋼珠通過 P 點後，所走的距離 AD 、 BD 、 CD 的關係為ˉˉˉˉˉ。 ANS:1.相等 2.永不停止 3. CD > BD > AD

2. 如右圖，AB→BC 間皆為完全光滑面，球由 A 點滑下，不計空氣阻力，則： (1)球在 AB 間作何種運動？ˉ(A)等加速度ˉ(B)等速度ˉ(C)靜止

ˉ(D)變力速度。。 (2)球在 BC 間作何種運動？ˉ(A)等加速度ˉ(B)等速度ˉ(C)靜止ˉ(D)變力速度。。 (3)球在 BC 間ˉ(A)完全不受力ˉ(B)只受重力作用ˉ(C)只受有地面支撐力ˉ(D)合力等於

零。。 ANS:1.A 2.B 3.D

3. 歆捷站在車子 B 點上做跳躍動作，如右圖，如果車子以等速行駛，則落下時會在ˉˉˉˉˉ點上，如果躍起時車子突然煞車，則歆捷可能落在ˉˉˉ點上。

ANS: B，A



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4.如圖，某物體 10 公斤重，以細繩懸掛，若 A、B 兩繩完全相同，則： (1) 5kgw 外力慢慢拉 B 繩，則 A 受力_______kgw，B 受力________Kgw。 (2) 5kgw 外力快速拉 B 繩，則 A 受力_______kgw，B 受力________kgw。 (3) 15kgw 外力慢慢拉 B 繩，則 A 受力_______kgw，B 受力________kgw。 (4) 15kgw 外力快速拉 B 繩，則 A 受力_______kgw，B 受力_________kgw。

ANS: (1)15、5； (2)10、5； (3)25、15； (4)10、15

5.如圖，試回答下列問題： (1)若用力驟拉 A 點，則絲線可能斷在_______點。 (2)若用力慢慢拉 A 點，則絲線可能斷在________點。 (3)以上各種現象說明了___________定律。

ANS: (1)B； (2)C； (3)慣性



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2-2 牛頓第二運動定律

※ 牛頓第二運動定律（定律）：

1.意義：當一個物體受作用(即合力___0)時，物體就會在沿力的方向產生。

當物體的質量一定時，加速度和所受的外力成比。當物體所受的外力一定時，加速度和物體質量成比。

2.公式：

3.力的單位：絕對單位：牛頓。使質量 1 公斤的物體產生加速度 1m/s2 所需的力，稱為。

重力單位：gw 或 kgw。1 公斤重＝牛頓。

4.物體受到作用力的方向就是物體產生加速度的方向，即 F 與 a 的方向必定。

5.在無重力的地方，天平無法使用，此時要測量物體的質量，可利用牛頓第運動定律計算而得。



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1.在太空中，一物體受 10 牛頓的外力作用，產生 2m/s2 的加速度，則該物體的質量為何？

2.一質量 20 公斤物體，靜置在光滑平面上，同時受到向西 60 牛頓，向東 80 牛頓的

二力作用，求該物體所受的合力大小？加速度？

範例 1:

質量 10 ㎏的物體在一直線向東運動，它的速度隨時間改變的情況如下圖，求最初

5 秒內物體受力若干牛頓？ 5～15 秒受力若干牛頓 15～20 秒受力若干牛頓？

範例 2:

有一質量 4 公斤的物體，受外力作用 10 秒時，由靜止變成速度為 15m/s 向東，

求物體受外力大小？物體 10 秒內移動多少公尺？

範例 3:

質量 100 公克的棒球以每秒 20 公尺的速率向東飛行，因受球棒的打擊而以每秒 16 公尺的

速率反向飛回，若打擊力為 180 牛頓，則：

(１)受打擊時棒球的加速度為何？

(２)球與球棒接觸時間為何？

範例 4:



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質量

1a2a

3a

質量

加速度

1F 2F 3F質量

1a2a

3a

質量質量

1a2a

3a

質量

加速度

1F 2F 3F

質量

加速度

質量

加速度

1F 2F 3F

※ F、m、a 三者的關係

(1) 質量大小:________(2) 加速度的大小:______ (3) 力的大小:________

已知地球上某處的重力加速度為 10m/s2；星球上重力加速度為 6m/s2：

(1) 某星球上質量 20 公斤的物體，秤得重量為_________牛頓 (2) 地球上重 45 牛頓的物體移至某星球後，在該星球上測得重量_________牛頓 (3) 同一物體在地球上與在某星球上測得的重量比為_________ (4) 若地球上與某星球上測得的重量相同，則在兩處測量物體的質量比為_________ (5) 某星球上重 90 牛頓的物體移至地球後，在地球上所測得重量_________牛頓

範例 5:

進階思考

許多學生常有這種錯誤的思考模式: 向上運動就是受到向上的力，向下運動就是受到向下的力，速度為零就是不受力作用力可以改變物體的運動狀態，但是這種改變是漸需要時間去達成的，不是一瞬間就會

發生的。如果原來物體向北運動，但受向南的力，物體不可能瞬間轉向，事實是物體會先變慢，

經過一段時間後才會轉向，所以過程中，會有力與運動方向不一致的情況發生！



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※ 滑車實驗

討論 F 與 a 的關係(控制 m) 討論 m 與 a 的關係(控制 F) 將滑車上的砝碼移到掛勾處，如此整各系統改變滑車上的質量，但掛勾處拉力不變。

總質量不變。

作滑車實驗，如圖，若滑車質量 900g，砝碼 100g 拉之，不計摩擦力。 1. 滑車的加速度為_______ m s╱ 2。 2. 滑車受繩子向右的拉力(張力)______N。 3. 砝碼受繩子向上的拉力(張力)______N。 4. 如果滑車同時受到：繩子向右的拉力，及向左的摩擦力 f =0.1N，

則繩子拉力(張力)______N。

範例 6:

打點計時器打點計時器

打點計時器打點計時器



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如圖所示，光滑桌面上有一靜止滑車，右方懸吊之秤盤距地面 0.98 公尺，釋放懸吊

之砝碼，秤盤於 1 秒後著地，此時滑車仍繼續前進，已知每個砝碼 500 克，秤盤質量及滑輪摩擦力均不計，回答下列問題：

（）(１)滑車加速度大小為多少 m s╱ 2？ (Ａ) 0.49 (Ｂ) 1.96 (Ｃ) 9.8 (Ｄ) 10.0 （）(２)滑車質量大小為多少公斤？ (Ａ) 3.5 (Ｂ) 4 (Ｃ) 4.5 (Ｄ) 5 （）(３)滑車開始運動 2 秒後，所具之速度大小為多少 m s╱ ？

(Ａ) 1.96 (Ｂ) 3.92 (Ｃ) 9.8 (Ｄ) 19.6

（）(４)若將秤盤上之砝碼取下一個，放置於滑車上，再將秤盤釋放，此時滑車之

加速度將較前者 (Ａ)大(Ｂ)小(Ｃ)相等(Ｄ)須視秤盤離地之高度而定

範例 7:



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如圖所示的裝置中，做「力和加速度變化」的實驗步驟如下：

甲：滑車上先載兩個砝碼（每個砝碼均 20 公克），滑輪下端懸掛一個砝碼，扣住

滑車。

乙：滑車之後拉著紙條，使紙條通過打點計時器，而打點計時器的振動頻率是 5 赫

丙：釋放滑車使打點計時器在紙條上打點。

丁：將滑車上砝碼逐一拿到懸掛砝碼的一端，並重複步驟丙。試回答下列問題：

圖一圖二

(１)上述步驟可用以探討什麼東西？ (Ａ)外力一定，加速度與運動體質量成反比

(Ｂ)加速度一定，外力與運動體質量成正比(Ｃ)運動體質量一定，外力與加速

度成正比(Ｄ)以上皆是。

(２)某次實驗後，撕下紙條，測量前三點間的距離如圖（二）所示，則滑車滑動的

加速度大小為多少 cm／s2？

(３)若測量滑車及車上的砝碼質量共 800 公克，則繩子對滑車的拉力為_____牛頓。

範例 8:

將 5kg 物體置於光滑斜面上，若沿斜面下滑力 10 牛頓，沿斜面向上施力 40 牛頓，則：(1)物體產生的加速度為_______ m／s2 (2)物體在 2 秒內由斜面底部移至頂端，則斜面長_______公尺 (3)承上題，物體移至頂端時的瞬間速度為_______ m／s

範例 9



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（）1.以固定頻率的打點計時器紀錄小車在水平面上向右所做的直線運動，如圖所示。下列有

關此實驗的敘述何者正確？【92.基測二】 (A)小車運動速率漸增 (B)小車所受合力為零 (C)紙帶上相鄰兩點距離愈大，其時間間隔愈長

(D)紙帶上相鄰兩點距離愈小，小車運動速率愈大

（）2.圖所示，量值分別為 4 牛頓及 6 牛頓，在同一水平直線上，方向相反的兩個力，同時作

用在原本靜止於光滑水平面，質量為 2kg 的物體上。下列關於此物體受這兩個力作用的

敘述何者正確？【92.基測二】

(A)若物體被釘子釘住不動時，此二力可視為平衡

(B)要使物體維持二力平衡，須提供向左 10 牛頓的力

(C)物體在水平線上只受此二力時，將向右做加速度運動

(D)若物體只受此二力時，物體所受的合力大小為 10 牛頓

（）3.一輛貨車質量為 4000 kg，當其煞車時瞬間可產生 100000 牛頓之固定阻力，若此貨車在路上以速率 20 m/s 行駛，想要在不超過 2 秒鐘的時間內煞停，此貨車最多可載貨多少 kg？ (A)4000 (B)6000 (C)8000 (D)10000 【91.基測二】

（）4.假設甲、乙二物體的質量比為 1﹕2，且使甲物體有 1 公尺／秒 2 的加速度，需施 F 牛頓

的力。若將兩物體綁在一起，使它們有 1 公尺／秒 2 的加速度，則需施力多少﹖ 【93.基測一】

(A)（F/3）牛頓 (B)F 牛頓 (C)2F 牛頓 (D)3F 牛頓

( )5. 圖為一輛汽車在筆直公路上行駛時的速率（v）與時間（t）

的關係圖。若汽車的質量為 2000 公斤（kg），則在 30 秒（s）至 5 0 秒（s）期間，汽車所受到的合力大小為下列何者？【94.基測二】 (A)0 N (B)1000 N (C)2000 N (D)3000 N



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( )6.甲、乙、丙三物體作直線運動，它們的速度與時間之關係，如

圖所示。假設此三物體所受的力與它們運動的方向都在同一直線上，且甲、乙、丙三物體的質量分別為 50 kg、30 kg、60 kg，若它們所受的合力大小分別為 F 甲、F 乙、F 丙，則其關係為下列何者？【94.基測二】 (A) F 甲＞F 乙＞F 丙 (B) F 乙＞F 甲＞F 丙 (C) F 丙＞F 甲＞F 乙 (D) F 丙＞F 乙＞F 甲

請在閱讀下列敘述後，回答問題【96.基測一】

( )7.已知在圖(二十三)中的甲階段與在圖(二十四)中的乙階段，電梯的加速度大小相等，則圖(二十四)中的 X，其值應為下列何者？

(A)10 (B)9 (C)8 (D)7

( )8.若阿明的質量為 40kg，則在圖(二十四)之乙階段，電梯地板對他的作用力大小應為下列何者？

(A)452 N (B)392 N (C)332 N (D)60 N

( )9.一物體靜置在光滑水平面上，其質量為 10 公斤，若先以 30 牛頓的水平力推 10 秒，再改以同方向 20 牛頓的水平力推 10 秒，其力與時間的關係如圖所示，則此物體在第 8 秒及第 15 秒的加速度大小比為何？

【99.基測一】

(A)2：3 (B)3：2 (C)3：5 (D)4：5

阿明搭電梯上下樓，如圖(二十二)所示。已知每一層樓的高度為 3m，從 1 樓到 10 樓，電梯

上升了 27m。圖(二十三)是他從 1 樓到 10 樓過程中的 v-t 圖，圖(二十四)是他從 10 樓到 3 樓

過程的 v-t 圖。在阿明上下樓的過程中，他受到兩個力，一為重力，一為電梯地板對他的向

上作用力，且重力加速度 g＝9.8 m/s2。



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木塊甲乙施力大小(N) 3 10 作用時間(s) 5 1

( )10.甲、乙、丙三物體的質量分別為 M甲、M乙、M丙，三物體分別在光滑水平面上受大小不

同但方向相同的各種水平力 F 作用，其受力 F 與加速度 a 之間的關係如圖所示。此三物體質量比 M甲： M乙： M丙應為下列何者？

【99.基測二】 (A)1：3：6 (B)3：2：1 (C)6：2：1 (D)6：3

( )11.質量皆為 2 kg 的甲、乙兩木塊，均以 10 m／s 的速度水平向右，在無摩擦力的水平桌面

上移動。分別對木塊施以水平向左的力，施力大小與作用時間如表所示。若施力過程中

木塊皆不發生轉動，則有關施力結束後兩者速度大小的敘述，下列何者正確？【100.基測一】

(A)甲、乙均為零 (B)甲、乙均不為零 (C)甲為零，乙不為零 (D)乙為零，甲不為零

( )12.有四個質量相同且沿直線運動的木塊甲、乙、丙、丁，其運動狀態分別如下：

甲向南移動且速率每秒增加 1 m/s；乙向南移動且速率每秒減少 2 m/s；丙向北移動且速率每秒增加 3 m/s；丁向北移動且速率每秒減少 4 m/s；下列哪兩個木塊各自所受的合力均向北？【101.基測】 (A)甲、乙 (B)乙、丙 (C)丙、丁 (D)甲、丁

ANS: 1.ACBDC 6.BBABC 11.BB



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_____1. 1 牛頓＝9.8 公斤重。 _____2. F 與 a 的方向必定同向。 _____3. F 與物體運動方向必定同向。 _____4.討論 F 與 a 的關係時，不須控制總質量。 _____5.在沒有重量的太空中，可以用牛頓第二運動定律測量物體的質量。 _____6.作等速度運動的物體可以證明物體受到外力的作用。 _____7. 1 牛頓等於 1 g.cm／s2。 _____8. 1 牛頓的力，能使 1 公斤質量的物體，產生 9.8 公尺／秒 2 的加速度。 _____9. 1 公斤重的力，能使 1 公斤質量的物體，產生 9.8 公尺／秒 2 的加速度。 _____10.在木星時，1 牛頓＝9.8 公斤重。 _____11.力的絕對單位(牛頓)在全宇宙都適用，即 1 牛頓力的大小均相同。

ANS: 1.X O X X O 6. X X X O X O

一、選擇

（）1. 滑車實驗中，哪一個是拉力的來源？ˉ(A)砝碼ˉ(B)滑輪ˉ(C)滑車ˉ(D)打點計時器。（）2. 作滑車實驗，如圖，若滑車質量 900g，砝碼 100g 拉之，經計算得知加速度值為 0.9 2/ sm ，

下列敘述何者正確？ˉ(A)此系統沒有摩擦阻力生成ˉ(B)此系統滑行質量應以 900g 計算ˉ(C)不計摩擦阻力時，滑車加速度應是 9.8 2/ sm ˉ(D)此系統有摩擦阻力生成。

（）3. 一木塊 3 公斤，靜置於光滑平面上，施工水平推力 F，使其 4 秒內移動 24 公尺，則此定力 F 為ˉ(A)3ˉ(B)6ˉ(C)9ˉ(D)12ˉ牛頓。

（）4. 一玩具車 2kgw 在 0 秒時速度為 2m/s，沿直線等加速至 5 秒時速度為 10m/s，下列敘述何者正確？ˉ(A)其加速度為 2 2/ sm ˉ(B)此玩具車必定受力的作用ˉ(C)此玩具車所受的合力為零ˉ(D)此玩具車受力大小為 3.2 公斤重。

（）5. 作滑車實驗，如右圖，若滑車質量 900g，砝碼 100g 拉之，不計摩擦，滑車的加速度為多少？ˉ(A)0.98 2/ sm ˉ(B)0.49 2/ sm ˉ(C)9.8 2/ sm (D)4.9 2/ sm 。

（）6. 做「力與加速度關係」的滑車實驗，則下列的操作何者錯誤？ (忽略其他阻力)ˉ(A)改

變作用力大小時，僅須要改變稱盤上的砝碼數，滑車上的砝碼數不須改變ˉ(B)紙帶上相鄰兩點的距離，隨時間而增大ˉ(C)稱盤下降未達地面時，滑車做等加速度運動ˉ(D)根據紙帶上打點的距離；打點計時器的頻率，可計算出加速度的大小。

（）7. 質量 20kg 的物體，初速度為 10m/sec，經摩擦阻力作用，4 秒後停止，此阻力的大小為

ˉ(A)200 牛頓ˉ(B)100 牛頓ˉ(C)80 牛頓ˉ(D)50 牛頓。



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（）8. 利用高速攝影機，拍照一質量 0.5kg 物體的運動軌跡，如右圖，

每一間隔攝影時間均為 0.1 秒，求此物體所受的合力為多少？ˉ(A)零ˉ(B)2.5 牛頓ˉ(C)0.025 牛頓ˉ(D)2.5kgw

（）9. 根據右圖，若砝碼一個為 10g，滑車質量為 70g，則此滑車在

不受任何阻力的情況下，其滑車加速度為何？ ˉ(A)140 2cm/s ˉ(B)109 2cm/s ˉ(C)98 2cm/s ˉ(D)0.1 2cm/s 。

（）10. 喬丹將籃球自 a 處垂直上拋，到最高處 b，再下墜至原處，下列哪項正確？ (空氣阻力

忽略不計)ˉ(A)小球由 a→b 所受合力向上，由 b→a 所受合力向下ˉ(B)小球在 b 點瞬間靜止，為靜力平衡，故所受合力為零ˉ(C)小球由 a→b，與 b→a 的加速度之大小及方向均相同ˉ(D)小球在 b 點時速度為零，故加速度為零。

（）11. 光滑平面上，有一質量 10kg 的物體，受到一水平推力而運動，其加速度 4 2/ sm ，則其

水平推力為ˉ(A)2.5Nˉ(B)40Nˉ(C)20Nˉ(D)2 10 N。

（）12. 以 20 牛頓的淨力，推一部質量 5kg 玩具車，此玩具車的加速度大小為ˉ(A)2 2/ sm ˉ

(B)3 2/ sm ˉ(C)4 2/ sm ˉ(D)5 2/ sm 。（）13. 滑車質量 5 公斤，砝碼質量 2 公斤，不計摩擦力，砝碼由靜止開始釋放，2 秒後落地；

問砝碼離地的高度為若干公尺？ (滑車未達滑輪處)ˉ(A)1.4ˉ(B)2.8ˉ(C)4.2ˉ(D)5.6。

（）14. 實驗室作滑車實驗，小喬取 OA＝100cm，當滑車自 O 點 (靜

止) 滑行至 A 點費時 2 秒，滑車質量 1 公斤，問滑車所受的拉力？ˉ (A)1 牛頓ˉ(B)0.5 牛頓ˉ(C)0.25 牛頓ˉ(D)2 牛頓。

（）15. 牛頓第二運動定律中 m、a 及 F 的關係，下列何者正確？ˉ

(A) Fαa (m 固定)ˉ(B)mαa (F 固定)ˉ(C)Fα1/m (a 固定)ˉ(D)mαF×a （）16 某物體在光滑平面上沿一直線受一外力作用，其速度與時間關係如圖，則在那一區域該

物體受力大小最大？

(A) A 區 (B) B 區 (C) C 區 (D) 不一定



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（）17 同一物體分別施力 F1、F2、F3，得加速度分別為 a1、a2、a3，若 F1：F2：F3＝1：2：4，

則 a1：a2：a3＝ (A) 1：4：16 (B) 16：4：1 (C) 4：2：1 (D) 1：2：4

（）18 若同一物體在月球上重量為在地球上重量的61

，不計空氣阻力、摩擦力，今欲使同一物

體在水平方向產生相同加速度，則月球上與地球上所需施力比為 (A) 1：1 (B) 1：6 (C) 6：1 (D) 36：1

（）19 以同樣大小的力沿著同一方向分別作用於原靜止的兩物體 A 及 B，使其在水平面上運動，

測得其在相同的時間內，兩物體運動距離比為 XA：XB=2：3，則 A、B 兩物體之質量比MA：MB 應該為何？ (A) 2：3 (B) 3：2 (C) 4：9 (D) 1：1

（）20 對一個運動中的物體施力，物體的運動狀態會如何改變？ (A)若施力與物體運動的方向相同，則物體速度增加 (B)若施力與物體運動的方向相反，

則物體的速度減小 (C)若施力與物體運動的方向垂直，則物體運動的方向會改變

(D)三者都正確

（）21 阿姆斯壯分別在地球和月球上做滑車實驗，如圖。請判斷四組實驗中，滑車加速度的大小關係為何？（不考慮任何摩擦阻力）

(A)乙＞甲＝丁＞丙 (B)甲＝乙＝丁＞丙 (C)乙＝丁＞甲＞丙 (D)乙＞甲＞丁＞丙

（）22 如附圖為質量 0.5 kg 的滑車，受外力作用時，利用頻率為每秒 10 次的打點計時器所得

的紀錄，則該滑車所受的合力為若干牛頓？

(A) 100 (B) 200 (C) 300 (D) 400 （）23 質量 m1 的甲物體受淨力 F 作用下，加速度為 a1，質量 m2 的乙物體受淨力 F 作用下，加

速度為 a2，若將甲、乙兩物體綁在一起，並受淨力 3F 的作用下，其加速度為若干？

(A) 3 a1a2 (B) 3a1a2

a1＋a2 (C) a1＋a2

a1a2 (D) a1a2

（）24 下列有關力與加速度的敘述，何者錯誤？ (A)1 公斤重的力，能使 1 公斤質量的物體產生 9.8 公尺／秒 2 的加速度 (B)1 公克重的力，相當於 1 公克質量的物體，在地球表面上所受引力之大小 (C)1 公斤重等於 9.8 牛頓 (D)1 牛頓的力，能使 1 公斤質量的物體，產生 9.8 公尺／秒 2 的加速度。



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（）25 在海邊拋石頭，拋出的軌跡如圖。在軌跡上 a、b、c 和 d 四點中，石頭所受重力的情形，下列敘述何者正確？ (A)在 a 點受的重力向上 (B)在 b 點不受重力 (C)在 d 點不受重力 (D)在四點所受的重力大小都一樣 ANS:1.ADCBA 6.ADA CC 11.BCDBA 16.A.DABD 21.CABDD

二、填充

1. 物體所受外力與加速度的關係圖，如右圖，請問： (1)該物體的質量為ˉˉˉˉˉkg。 (2)若該物體所受外力為 12N，則其加速度為ˉˉˉˉˉ 2/ sm 。 ANS:2.5 4.8

2. 有 2 個物體 1m 、 2m 今受一定力 F 作用後，產生的加速度分別為4 2/ sm 、6 2/ sm ，如果將兩個物體綁在一起，並施於 3F 的作用力，則產生的加速度為ˉˉˉ

2/ sm 。 7.2 3. 在光滑平面上有一物體質量為 2 公斤，受力 1 公斤重，則產生的加速度為ˉˉˉˉˉ 2/ sm 。 4.9

三、題組

1. 如右圖所示，質量 5 仟克之物體，靜置於光滑水平面 A 點上，今以水平推力 F 作用於該物體上，抵 B 點後不再施力，求：

(1)在施力期間物體之加速度大小為ˉˉˉˉˉ 2/ sm 。 (2)物體自 A 點抵達 B 點需時ˉˉˉˉˉsec。 (3)物體自 B 點抵達 C 點需時ˉˉˉˉˉsec。

ANS:(1)2 (2)3 (3)3.5

2. 某一物體 4kg，初速為 3m/sec，經一定力作用後，2 秒內加速至 9m/sec，試問：

(1)物體產生的加速度為ˉˉˉˉˉ 2m/s 。 (2)物體所受此定力為ˉˉˉˉˉN。 (3)2 秒內位移為ˉˉˉˉˉm。 (4)4 秒後的瞬時速度為ˉˉˉˉˉm/sec。 ANS:(1)+3 (2)12 (3)12(4)15 莫斯利國中自然科學

103學年度適用


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3. 質量 20 公斤的物體在光滑平面上做直線運動，它的速度與時間關係如圖，若以北方為正，則：

____(1)第 10 秒時，物體的加速度為何？ (A)2 m／s2，向南 (B)0 m／s2

(C)2 m／s2，向北 (D)4 m／s2，向北 ____ (2)第 10 秒時物體所受合力為何？ (A)40 牛頓，向南 (B)0 牛頓

(C)40 牛頓，向北 (D)80 牛頓，向北 ____ (3)第 4 秒時，物體所受的合力為何？ (A)40 牛頓，向南 (B)0 牛頓 (C)80 牛頓，向南 (D)80 牛頓，向北 ____ (4)第 20 秒時物體所受合力為何？ (A)40 牛頓，向南 (B)0 牛頓 (C)40 牛頓，向北 (D)80 牛頓，向北 ____ (5)15～25 秒間，物體狀態為何？ (A)速度方向與加速度方向相同 (B)速度方向與受力方向相同 (C)加速度方向與受力方向相反 (D)速度方向與受力方向相反 ____ (6)0～25 秒內，物體的平均速度為何？ (A)8 m／s，向北 (B)12.5 m／s，向北 (C)14 m／s，向北 (D)14 m／s，向南 ____ (7)0～25 秒內，物體的平均加速度為何？ (A)2 m／s2，向南 (B)0 m／s2 (C)2 m／s2，向北 (D)4 m／s2，向北

ANS: 1.BBDAD 6.CB 4. 如圖為甲、乙兩車所受外力與所產生加速度的關係圖，試回答下列問題：

____ (1)甲、乙兩車的質量何者較大？ (A)甲車 (B)乙車 (C)質量相同 (D)無法比較。 ____ (2)若甲車質量為 30 kg，則 F1 為多少牛頓？ (A)15 (B)30 (C)60 (D)90。 ____ (3)若甲車質量為 45 kg，則乙車質量為多少 kg？ (A)5 (B)10 (C)15 (D)30。 ____ (4)將甲、乙兩車綁在一起，則所得關係圖應在哪一區？ (A)Ⅰ區 (B)Ⅱ區 (C)Ⅲ區 (D)任一區皆有可能

ANS: 1.ACCA



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2-3 牛頓第三運動定律

※ 作用力與反作用力的關係：

1.甲物體以一力作用於乙物體，則乙物必以相等，相反的力還於甲。 (1)甲對乙的施力稱為。 (2)乙對甲的施力稱為。

2.作用力與反作用力的關係：

_______________ 3.作用力與反作用力因為作用在不同的物體上，所以二力抵消；而平衡力則因為作用於同一物體，所以抵消。

4.若作用力與反作用力發生在同一個系統，或是同一個物體內，則這二個力可說是該系統的，則此力使物體運動。

例 1：大家同時坐在轎車內推車子，則車子移動；

若下車後，用力一起推車子，則車子移動

例 2：在船上以大型吹風機吹帆，帆也以大小相同、方向相反的力作用於吹風機，此時作用力與反作用力都發生在船上，二力屬於內力，船移動。

某人由船尾走(雙腳不會同時離地)到船首船_____移動

某人由船尾跑(雙腳會同時離地)到船首船_____移動



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※牛頓第三運動定律（定律）：

1.意義：每施一作用力，則必同時產生一，二力的大小，方向，作用在上。二力同時，同時且在上作用。

2.說明：物體靜置於水平桌面上，如圖所示，若 W1 為物體所受之重力。作用對象:________ N1 為桌面支撐物體之力。作用對象:________ W2 為物體作用於地球之力。作用對象:________ N2 為物體作用於桌面之力。作用對象:________ (1)平衡的二力：。

【找作用在同一物體的 2 個力】 (2)作用力與反作用力的二力：。

【找作用在不同物體的 2 個力】 3.日常生活中的例子：

(1) 人以力推牆，而牆亦以反作用力推人。 (2)賽跑時，腳蹬起跑架，起跑架亦對腳施以反作用力。 (3)將充氣的氣球放氣，氣球施力將球內的空氣噴出，而被噴

出的氣體對氣球施以反作用力，使氣球前進。 (4)火箭或是噴射機施力於排出的氣體，而被排出的氣體亦施

以反作用力於火箭或是噴射機，使其前進。 (5)人在地面行走，腳向後方施力，地面也對腳施以反作用力，

使人前進。

~課外補充~內力與外力的區別：

當我們討論兩個以上物體運動時，我們可以把這兩個物體視為一體；若

是其中一個物體受到外來的力量，則整體運動狀態也會改變。

但是如果是兩者之間相互作用呢？則我們說：「對個別物體而言，受到的

是外力，所以個別的運動狀態會改變，但是針對整體而言，這個相互作用力

是屬於內力，所以整體的運動狀態不會改變」。



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A、B 二物體互相接觸，置於光滑的平面上，今有水平力 F 作用之，如圖。則：

(1)整體的加速度：。

(2)A 作用於 B 的力為牛頓，

方向向。 (3)B 作用於 A 的力為牛頓，

方向向。

FAB與 FBA為系統的__力，不會影響系統的運動狀態。

FAB與 FBA對兩物體為言為___力。

範例 2:

(A) 小華走路踢到石頭，覺得很痛 (B) 人能舉物但是不能舉起自己 (C) 鳥的飛(D) 乘電梯上樓，啟動瞬間感覺體重增加 (E) 雨天騎車，煞車後仍向前滑行 (F)在火車內垂直跳起，必落在原位置 (G) 胖子與瘦子互撞，結果兩人受力一樣 (H) 用刷子刷掉衣服上的灰塵 (I) 雨傘旋轉，邊緣的水沿切線方向飛去 (J) 射擊時，槍托和肩膀要靠緊 (K) 愈重的東西愈不容易推動 (L) 從疾駛中的車所看到窗外的樹是斜的 (M)噴射機在空氣中飛行 (N) 烏賊在水中的運動方式 (O) 利用斜面可以省力 (P) 輕重不同的兩物體從同樣高度落下，同時著地 (Q) 搖樹脫果 (R) 鋼筆寫不出字，用力揮幾下，即可書寫 (S) 漏氣的氣球往反方向飛行 (T) 用手拍衣服，使灰塵飛散

(1) 屬於慣性定律為:________________________________

(2) 屬於運動定律為:________________________________

(3) 屬於反作用定律為:______________________________

(4) 與上述定律無關者為______________________________

範例 1:

m＝4kg

m＝3kg A B F＝21nt



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小 A(30 ㎏)與小 B(10 ㎏)兩人在光滑無摩擦力的地板上互推，若小 A 施力 60N 推小 B，

則： (1)小 A 受力為ˉˉˉˉˉN；小 B 受力為ˉˉˉˉˉN。 (2)兩者產生的瞬時加速度比為ˉˉˉˉˉ。 (3)1 秒後兩者的速度比為：ˉˉˉˉˉ。 (4)承上題，位移比為ˉˉˉˉˉ。 (5)若一開始小 B 也推小 A20N，則小 A 受力ˉˉˉˉˉN；小 B 受力ˉˉˉˉˉN。 (6)承上題，此時兩者的瞬時速度比為ˉˉˉˉˉ。

範例 4:

範例 3:



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( )1. 一物體以彈簧懸掛於天花板如圖，下列何者互為作用力和反作用力？ (Ａ)物體的重量和彈簧拉物體的力【89.台北聯考】 (Ｂ)物體的重量和天花板拉彈簧的力 (Ｃ)彈簧拉物體的力和天花板拉彈簧的力 (Ｄ)天花板拉彈簧的力和彈簧拉天花板的力

( )2. 甲、乙兩人分別坐在滑板上，各握繩的一端，如圖所示，設滑板與水平地面間無摩擦力，當乙用力拉甲時，下列敘述何者正確？【89.高雄聯考】 (Ａ)乙靜止不動，甲向乙靠近 (Ｂ)甲、乙相向運動 (Ｃ)甲靜止不動，乙向甲靠近 (Ｄ)甲、乙皆靜止不動

( )3. 一質量為 2 公斤的木塊，靜置於無摩擦力的水平桌上，小艾對此木塊施以水平方向的力，

其大小為 F1 牛頓，同時木塊給予小艾的反作用力，其大小為 F2 牛頓。若此時木塊獲得

2 m／s2 向右的加速度，則下列各關係何者正確？【100.基測二】

(A) F1＝F2 (B) F1＝2F2 (C) F1－F2＝4 (D) F1＋F2＝4

( )4. 將碗置於臉盆內的水中，碗內有一顆彈珠，如圖所示。當

碗及彈珠在水面上呈現靜止狀態時，彈珠的重力施予碗底一個

向下的作用力 F，則下列何者為 F 的反作用力？【100.北北基】

(A)水作用於碗的浮力 (B)碗作用於彈珠的支撐力

(C)碗作用於彈珠的萬有引力 (D)彈珠作用於地球的萬有引力

( )5. 阿耀分別以甲、乙、丙三種方式施相同大小的力 F 作用於不同物體上，如表所示。

則於甲、乙、丙中，「F」與「F 的反作用力」兩者大小不同的有幾個？【102.基測】（A）0 （B）1 （C）2 （D）3 個

ANS: 1.DBABA

甲以一水平力 F 向右推一個置於光滑水平桌面的木塊乙以一鉛直向上的力 F 舉起一顆圓球丙以一鉛直向下的力 F 壓下一顆按鈕莫斯利國中自然科學

103學年度適用


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_____1.作用力與反作用力因為作用在不同的物體上，所以二力不可以抵消。 _____2.大家同時坐在轎車內推車子，則車子可以移動。 _____3.第三運動定律的內容是作用在同一物體。 _____4.「平衡力」與「作用力、反作用力」的主要差異為前者是作用於不同物體，後者是作用於

同一物體。 _____5.雞蛋碰石頭，雞蛋被石頭碰破，但石頭却完好如初，則雞蛋受力較大。 _____6.手拍衣服可去掉灰塵是反作用力的現象。 _____7.划船的人用漿向後推水，船才能向前行駛，船是利用水的反作用力前進。 _____8.在光滑的冰表面上，行走困難，是摩擦力太小，無法提供足夠的反作用力。

ANS: 1.OXXOX 6.XOO

一、選擇（）1. 紅軍、阿扁在地面上拔河，已知細繩向紅軍移動，則下

列四力大小的比較何者正確？

(Ⅰ) 紅軍對地面的施力 (Ⅱ) 阿扁對地面的施力

(Ⅲ) 紅軍拉阿扁的力 (Ⅳ) 阿扁拉紅軍的力

(Ａ)(Ⅰ)＞(Ⅱ)＞(Ⅲ)＞(Ⅳ) (Ｂ)(Ⅰ)＞(Ⅲ)＝(Ⅳ)＞(Ⅱ)

(Ｃ)(Ⅱ)＞(Ⅲ)＞(Ⅰ)＞(Ⅳ)

(Ｄ)(Ⅰ)＝(Ⅱ)＝(Ⅲ)＝(Ⅳ)

（）2. 內裝空氣的氣球鬆手後，氣球往後飛逸，其反作用力是ˉ(A)氣球外的空氣反推氣球ˉ(B)氣球內的空氣噴出時反推氣球之力ˉ(C)氣球推內部空氣之力ˉ(D)氣球推外部空氣之力。

（）3. 中古車又拋錨了，他推著車一起加速度前進，其中， F1：手推車時的力，F2：手推車時產生的反作用力，F3：腳向地面施力，F4：地面給予腳的反作用力。請問下列何者正確？ (A) F1＝F3 (B) F1＞F2 (C) F1＜F4 (D) F3＞F4

（）4. 有關牛頓第三運動定律，下列敘述何者錯誤？ˉ(A)作用與反作用力大小必相等ˉ(B)作用與反作用力同時作用在同一物體上ˉ(C)作用與反作用力必在同一直線上ˉ(D)作用與反作用力發生於同時，也消失於同時。

（）5. 發射後的火箭在空中等速度上升，此時火箭受到地球引力的反作用力，何者正確？ (A)空氣對火箭的阻力ˉ(B)噴出的氣體對火箭的推力ˉ(C)火箭對地球的引力ˉ(D)火箭排開空氣所受的浮力。

（）6. 發射槍枝的後座力是ˉ(A)子彈點火，爆炸向前之力ˉ(B)子彈點火爆炸向前，反推槍枝之力ˉ(C)子彈反推火藥之力ˉ(D)火藥推子彈之力，子彈向後發射。

（）7. 電梯等速往上行駛中，人在電梯內在磅秤上秤重，若此人重量是 50 公斤重，試問磅秤的秤重？ˉ(A)50 公斤重ˉ(B)0 公斤重ˉ(C)50 牛頓ˉ(D)100 公斤。

（）8. 太空中火箭能向前推進主要由於ˉ(A)噴出去的氣體施力於空氣，空氣給火箭的反作用力ˉ(B)空氣的浮力ˉ(C)噴出去的氣體給火箭的反作用力，使火箭前進。



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（）9. 人在電梯中秤重，當電纜線突然斷掉時，電梯呈自由落下，若此人的重量是 50 公斤重，

落下過程中，磅秤的讀數是多少？ˉ(A)50 公斤重ˉ(B)50 牛頓重ˉ(C)大約 20 牛頓重ˉ(D)0 公斤重。

（）10. 小新用 150kgw 之力舉起 100kgw 的大石頭，則下列何者正確？ˉ(A)石頭受到往上推，淨力是 150kgwˉ(B)上推的淨力產生的反作用力是 150kgwˉ(C) 小新承受 100kgw 之力ˉ(D)小新承受 250kgw 之力。

（）11. 相撲比賽中，武藏丸以 80 公斤重的力量推貴乃花，同時貴乃花以 60 公斤重的力量推武藏丸，若只探討兩人之間的交互作用力，請問貴乃花受力大小為何？ (A)20 公斤重ˉ(B)60 公斤重ˉ(C)80 公斤重ˉ(D)140 公斤重

（）12. 下列和牛頓三個運動定律有關的敘述，何者正確？ (A) 球沿著水平路面滾動，最後會停止是因為慣性定律 (B) 物體的質量可以用其所受合力與其產生之加速度大小的比值來表示 (C) 二物體間作用力與反作用力的大小相等、方向相反、必同時存在，故可互相抵消

(D) 在真空中的太空梭，因為不能施力於真空，所以無法推進。（）13. 質量 30 公斤的小孩和質量 60 公斤的大人，在光滑平面上互推，則下列敘述何者正確？

ˉ(A)大人受力＜小孩受力ˉ(B)在互推的瞬間，大人和小孩的加速度比為 2:1ˉ(C)當兩人分開時仍為加速度運動ˉ(D)兩人分開後，大人與小孩的速度比為 1:2。

（）14. 小汶吹一氣球，握住氣球，鬆手時，氣球往後飛逸，若移至外太空實驗時，結果會如何？(A)氣球一樣往後飛逸後就一直作等速度運動ˉ(B)氣球在原地不動ˉ(C)氣球往後飛逸後就不動了ˉ(D)無法判斷。

（）15. 下列有關於反作用力的敘述，何者錯誤？ˉ(A)划船時，槳划水時同時產生水反推槳之力ˉ(B)人推牆同時產生牆反推人之力ˉ(C)火箭起飛時，推向周圍空氣同時產生空氣反推火箭之力ˉ(D)腳向地面施力同時地面給予腳反作用力。

（）16. 小明的書包為 5kgw，他施力 10kgw 將書包往上抬，則ˉ(A)書包所受的合力為 15kgwˉ(B)書包給小明的反作用力為 5kgwˉ(C)地面給書包的反作用力為 15kgwˉ(D) 小明所受的合力為 0。

（）17. 甲、乙兩車靜置於光滑的水平面上，中間繫一條細線與一壓縮的彈簧，今將細線燒

斷，兩車分別向外彈出時，甲車的加速度

大小為 2m/ 2s ，乙車的加速度為 3m/ 2s ，由此可推知下列哪一項敘述正確？ (A)甲、乙兩車的受力比為 2：3ˉ(B)甲、乙兩車的受力比為 3：2 (C)甲、乙兩車的質量比為 2：3ˉ(D)甲、乙兩車的質量比為 3：2。

（）18. 人無法將自己抬起來的原因為ˉ(A)自己太重了ˉ(B)施力於自己是內力，人並未受外力影響ˉ(C)如果技巧高超仍可行ˉ(D)人類不符合牛頓第三大運動定律的範籌。

（）19. 玩沖天炮，點燃後沖到天空，這是利用牛頓的ˉ(A)道耳吞定律ˉ(B)第一運動定律ˉ(C)第二運動定律ˉ(D)第三運動定律。

（）20. 如右圖，將一遙控直升機放在一封閉間秤重，若重量為 1500gw，將直升機在封閉區間內起飛，離開容器底部時，則磅秤可測到的重量

為ˉ(A)0gwˉ(B)1000gwˉ(C)500gwˉ(D)1500gw。



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（）21.質量 M 的大人和質量 m 的小孩互推，設兩人立於無摩擦的地面上互推，則互推的瞬間

兩人後退之加速度比為何？ (A)M：m (B)m：M (C)1：1 (D)M：m＋1

（）22.下列各例中，何者以牛頓第三運動定律解釋最適當？ (A)車子緊急煞車，車上乘客身體向前傾 (B)用腳踢球，球向前滾去 (C)用力揮動手臂，使沾在手上的水脫離飛出 (D)火箭利用向後噴出廢氣的方式向前飛行

（）23.在船頭置一巨大吹風機向船帆吹風，則船的速率如何？ (A)增加 (B)減少 (C)不變 (D)視吹風機的大小而定

（）24.靜浮於水面上的船，若船夫自船尾跑向船首，則船如何運動？ (A)仍靜止 (B)向船尾方向運動 (C)向船首方向運動 (D)左右運動

（）25.下列和牛頓三個運動定律有關的敘述，何者正確？ (A)球沿著水平路面滾動，最後會停止是慣性定律的實例 (B)物體的質量，可以用其所受合力與其產生之加速度大小的比值來表示 (C)二物體間作用力與反作用力的大小相等、方向相反，必同時存在，故可互相抵消 (D)在真空中的火箭，因為不能施力於真空，所以無法推進

ANS: 1.BBCBC 6.BACDD 11.DBDAC 16.DDBDD 21.BDCBB

26. 如圖所示，F1 為手拉繩子之力，F2 為繩子拉物體之力，F3 為繩子作用於手之力，F4 為物體作

用於繩子之力，試問：（）(１) F1 之反作用力為

(Ａ) F2 (Ｂ) F3 (Ｃ) F4 (Ｄ)以上均是。（）(２) F4 之反作用力為 (Ａ) F1 (Ｂ) F2 (Ｃ) F3 (Ｄ)以上均是。（）(３)物體被手拉動時，各力之大小為何？

(Ａ) F1＝F2＝F3＝F4 (Ｂ) F2＝F4＞F1＝F3 (Ｃ) F1＝F3＞F2＝F4 (Ｄ) F1＝F2＞F3＝F4

ANS: 1.BBC



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27.如附圖，質量 50 公斤的小美站在電梯內的磅秤上，若重力加速度為 9.8 公尺／秒 2(1 Kgw＝9.8 N)，試回答下列問題：磅秤讀數: 指磅秤支撐物體向上的力(正向力 N) (1)小美受到地球引力與地球受到小美的引力為各為多少牛頓？

(A) 490，49 (B) 490，490 (C) 49，490 (D) 49，49 (2)電梯以 4.9 公尺／秒等速度上升時，磅秤讀數為多少公斤重？

(A) 25 (B) 50 (C) 75 (D) 100

(3)電梯以 4.9 公尺／秒 2 加速度下降時，磅秤讀數為多少公斤重？ (A) 25 (B) 50 (C) 75 (D) 100

(4)電梯以 4.9 公尺／秒 2 加速度上升時，小美所受磅秤向上的作用力為與磅秤讀數為各為多少公斤重？ (A) 75，75 (B) 75，100 (C) 100，75 (D) 100，100

(5)如果上升途中，電梯鋼索斷裂，則磅秤讀數為多少公斤重？ (A) 75 (B) 50 (C) 25 (D) 0

ANS: 1.BBAAD



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二、題組 1. 奕辰用 30kgw 的力量去抬一個重 50kgw 的鐵櫃，則：

(1)鐵櫃給奕辰的反作用力為ˉˉˉˉˉkgw。 (2)地球給於鐵櫃的作用力為ˉˉˉˉˉkgw。 (3)地面給於鐵櫃的支撐力為ˉˉˉˉˉkgw。 (4)若奕辰的體重為 60kgw，則地面給予奕辰的支撐力為ˉˉˉˉˉkgw。 (5)鐵櫃所受的合力為ˉˉˉˉˉkgw。

ANS:(1)30(2)50 (3)20 (4)0 2. A、B 兩人分別站在兩彈簧秤上如右圖，秤得 A＝60kgw，B＝30kgw，

如果 A 在 B 肩上垂直向下用 10kgw 的力壓下，則 A 秤的讀數為ˉˉˉˉˉkgw，B 秤的讀數為ˉˉˉˉˉkgw，如果想在兩個秤上得相等讀數，則 A 應該用ˉˉˉˉˉkgw 的力壓 B，這個實驗與ˉˉˉˉˉ定律有關。

ANS:50 40 15 牛頓第三運動定律 3.（）有關牛頓三個運動定律，下列何者正確？ (Ａ)向北行駛車子，突然轉向東行駛，車上

乘客向北傾斜(Ｂ)在等速度火車內，將一球垂直上拋，則球不會落回車上原處(Ｃ)作用

力與反作用力，其大小相等、方向相反，作用於同一物體上(Ｄ)在光滑的地面上，因沒

有摩擦力，所以走起路來特別輕鬆容易。 ANS: A

4. 乘坐雲霄飛車繞圓形軌道滑行時，身體似乎被一股外力壓向座位，感覺體重變重了，事實上人

的質量並沒有增加，這個力是由加速度產生的，力的大小為質量與加速度的乘積，力的方向與

加速度反向。火箭發射升空時，假若太空人站立著，由於身體受到向下的慣性力，大部分的血

液將流向腳部，致使頭部出現貧血現象，所以太空人平時必須接受特殊的訓練，因火箭升空與

著陸時的加速度可達100m/ 2s ，大約是十倍的重力加速度，至於雲霄飛車的向心加速度可達50m/ 2s ，大廈電梯的加速度約為8m/ 2s 。

( )若您站在電梯內的體重計上，當電梯加速上升時，體重計的讀數變化如何？ˉ (A)讀數增加ˉ(B)讀數減少ˉ(C)讀數不變ˉ(D)讀數為零。

( )若火箭升空時的加速度達 100m/ 2s ，重力加速度約為 10m/ 2s ，則太空人的體重會變為原來的幾倍？ˉ(A)1 倍ˉ(B)9 倍ˉ(C)10 倍ˉ(D)11 倍。

( )患有貧血的人突然站立，會感覺一陣暈眩，此現象能用何種定律解釋？ˉ (A)牛頓第一運動定律ˉ(B)牛頓第二運動定律ˉ(C)牛頓第三運動定律ˉ(D)相對論。

ANS:ADA



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5.如圖，A、B、C 三物體靜置於光滑水平面上，受水平推力 F 作用獲得以 4公尺╱秒2 的加速度向

右，試回答下列問題：

(１)水平推力 F 為ˉˉˉˉˉ牛頓。 (２)A物體受 B 物體的反作用力 FBA 為ˉˉˉˉˉ牛頓，方向為ˉˉˉˉˉ。

ANS:(1)40 (2)20 向左

6.在帆船上的船首放著巨大吹風機，若吹風機向帆船前進方向吹風，則船速會_________；若在船尾放著巨大吹風機向船後吹風，則船速會_________，若船尾的吹風機向船上的帆吹風，則船速會_________。

ANS: 變慢變快不變

7.一書靜置於水平桌面上，其中 GA 表示書施於桌面之力，GB 表示桌面施於書的力，GW 表示書所受重力，則： ( )(1)平衡的兩力是 (A) GA 與 GB (B)GW 與 GB (C)GA 與 GW。 ( )(2)互為作用力與反作用力的是 (A) GA 與 GB (B)GW 與 GB (C)GA 與 GW

ANS: BA 8.甲、乙兩人以一條堅固的繩子進行拔河比賽，今有下列各力：

(A)甲對地面的施力、(B)乙對地面的施力、(C)甲拉乙之力、 (D)乙拉甲之力、(Ｅ)地面施於甲之力、(Ｆ)地面施於乙之力。試回答下列問題： ( )(1)將上列各力中，有幾組力是屬於作用力與反作用力之關

係者？ (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 ( )(2)若拔河過程中，繩子向甲方移動，則上列各力由大而小排列關係為何？ (A) A＝E＝C＝D＝B＝F (B) A＞E＞C＞D＞B＞F (C) A＝E＞C＝D＞B＝F (D) A＞E＝C＝D＝B＞F ( )(3)若拔河最後雙方勢均力敵，則上列各力之大小關係如何？ (A) A＝E＝C＝D＝B＝F (B) A＞E＞C＞D＞B＞F (C) A＝E＞C＝D＞B＝F (D) A＞E＝C＝D＝B＞F

ANS:CCA



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2-4 圓周運動和萬有引力

※ 圓周運動的產生

1. 圓周運動：一個物體沿著圓周運動，其速率維持不變，故又稱為『等速率圓周運動』。

2.實例:人造衛星、地球同步衛星、行星運行、單擺擺動、秒針運動、旋轉物體。

3.如欲使一物體在圓周上運動，因為它是一種運動方向不斷改變的運動，也就

是加速度方向與速度方向_____，依牛頓第二運動定律，必有一外力不斷地施

於物體上。

(1) 這個力稱為_______，此力與速度方向垂直，永遠指向______。 (2) 向心力的作用：只能改變物體運動的_______ 不能改變物體運動的_______

4.例子:

a.洗衣機的脫水原理：利用水滴與衣服之間的附著力____脫水槽旋轉所需的向心力，因此水滴便被甩開。

b.圓盤上放著橡皮擦隨圓盤旋轉：利用圓盤和橡皮擦間的________作為轉動的向心力。

向心力和離心力互為作用力與反作用力，真正使物體旋轉的

力為向心力，而非離心力。



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c.月球繞地球旋轉：利用月球和地球之間的________作為向心力。

d.人造衛星繞地球：例用人造衛星與地球間的________作為向心力。 e.公路在彎曲處設有向內傾斜的斜坡，其原理如下：車子在斜坡路面上轉彎時受有重力 W 以及路面對它的反作用力 N，此兩力的合力提供了車子在坡面上轉彎時，即作圓周運動所需的向心力。

f.車子做急轉彎時，乘客有被向外摔的感覺，這是因為物體的慣性造成的，因為沒有外力提供乘客向心力。但人是隨車子做圓周運動，這是人與車子之間的________提供了向心力。

※ 速度和圓周運動的關係：

1.物體所受的向心力消失時，依牛頓第一運動定律，物體會作等速度運動，朝_____方向飛去。

2.物體運動的方向，即為速度的方向，為圓周運動的切線方向。

※ 加速度和圓周運動的關係：

1.牛頓第二定律，物體加速度的方向和力的方向相同。 2.物體所受的向心力指向圓心，因此物體的加速度亦指向圓心。

此種加速度稱為向心加速度。

※ 等速率圓周運動的特性： 1.若物體作圓周運動的快慢都始終保持一定，則稱為等速率圓周運動。 2.等速率圓周運動的快慢不變，但方向隨時改變。 3.等速率圓周運動為變速度運動；或變加速度運動。

灣



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※ 萬有引力： 1. 萬有引力是存在任何物體之間相互吸引的力，兩物體質量愈大或兩者距離愈

近，引力愈大。

2. 地球引力的大小即為重量，物體重量隨著物體在地球的位置不同而改變，因為

物體的位置距離地表愈高，則地球的引力愈小。

3. 衛星的運轉

a.人造衛星繞地球所須之向心力為其所受的地球吸引力。因此太空人雖受到引

力，但依然『失重』。失重狀態：太空梭所受之萬有引力全部拿去做加速運動之用。所以太空梭內

部的物體均處於失重狀態，重量為零。 b.月球繞地球做圓周運動月球受到地球的吸引力＝月球繞地所需之向心力。

c.地球繞太陽做圓周運動太陽對地球的引力＝地球運轉時所需的向心力。

公式: F＝G × 221

Rmm × ◎G 是一個常數：6.668×10-11 N×M2/Kg2



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( )1. 小惠在自己家中的後院看到成熟的蘋果由樹上落下，根據萬有引力的定律，下列哪一項

推論正確？【96.基測二】

(A)地球與蘋果必會互相吸引，且兩個相互吸引的力大小相等 (B)蘋果落下期間，地球吸引蘋果之力小於蘋果吸引地球之力 (C)蘋果落下期間，僅有地球吸引蘋果的力量，而沒有蘋果吸引地球的力量 (D)地球的質量大於蘋果的質量，所以地球吸引蘋果的力量大於蘋果吸引地球的力量

( )2.如圖所示，一顆小行星以橢圓形軌道繞著太陽運

行，小行星在甲、乙、丙三個位置時與太陽的距離分別為 R 甲、R 乙、R 丙；小行星與太陽之間的萬有引力大小分別為 F 甲、F 乙、F 丙。若運行的過程中，太陽與小行星的質量變化忽略不計，且已知 R 甲＞R 乙＞R 丙，則下列關係何者正確？【100.基測二】 (A) F 甲＜F 乙＜F 丙 (B) F 甲＝F 乙＝F 丙 (C) F 甲＞F 乙＞F 丙 (D) F 甲＝F 丙≠F 乙

( )3.阿義全家吃飯時的座位如圖所示。水平桌面上有一張以桌

面中心自由轉動的圓盤，方便大家取菜，在圓盤上靠近阿

義的位置有一茶壺，阿義以等速率轉動圓盤半圈使

茶壺靠近爸爸，若圓盤轉動過程中，茶壺與桌面中心的距

離不變，當茶壺轉到媽媽正前方時，其所受向心力指向下

列何者？(A)爸爸 (B)媽媽 (C)姐姐 (D)阿義【100.基測】

ANS: 1.AAC



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_____1.一個物體沿著圓周運動，其速率維持不變，故稱為等速度圓周運動。 _____2.向心力與速度方向垂直，永遠指向切線方向。 _____3.等速率圓周運動的方向不變，但快慢隨時改變。 _____4.人造衛星繞地球所須之向心力來自人造衛星本身的加速。 _____5.萬有引力具有方向性。 _____6.凡具有質量的兩物體，兩者間必存在有萬有引力。 _____7.向心力能改變運動快慢。 _____8.人造衛星在圓形軌道上等速率前進時，可以不須耗用燃料提供前行的動力。

ANS: 1.X X X X O 6. X X O

一、單選題： ( )1. 下列有關物體的重量與質量的敘述何者正確？ (A)重量不會隨地點而變 (B) 質量

會隨地點而變 (C) 同一物體在南北極的質量小於在赤道的質量 (D)同一物體在平地的重量大於在高山的重量

( )2. 下列有關萬有引力的敘述，何者錯誤？ (A)萬有引力和二物體間的距離平方成正比 (B)萬有引力必為吸引力 (C)萬有引力遵守牛頓第三運動定律 (D)萬有引力提供人造衛星繞地球運轉所需的向心力

( )3. 下列哪一種運動不需向心力？(甲)單擺擺動；(乙)自由落體運動；(丙)在路面轉彎處的車輛；(丁)等速度運動體；(戊)太空艙環繞月球；(己)在直線上等加速度運動。 (A)甲乙丙丁己 (B)乙丙丁己 (C)乙丁己 (D)甲丙戊

( )4. 王博士在繞地球運轉的太空艙中做液滴實驗時，液滴懸浮於艙中，則下列敘述何者錯誤？ (A)王博士也可懸浮於艙中 (B)若以艙中的磅秤稱王博士的體重，則秤上的讀數必為零 (C)王博士及液滴皆不受地心引力的作用 (D)王博士及液滴皆受向心力的作用

( )5. 地球質量為月球的 81 倍，則地球吸引月球的力 F1 與月球吸引地球的力 F2，兩者的比為：(A) 81：1 (B) 1：81 (C) 1：1 (D) 9：1。

( )6. 如附圖，作等速率運動的車子，沿向內彎曲的傾斜路面轉彎時，車子所受的合力，為圖中哪一附有箭頭的線段？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁

( )7. 有關作等速率圓周運動的物體，下列敘述何者錯誤？ (A)此物體的運動不是等速度運動 (B)在本題中，向心力是改變物體速度的原因 (C)若此物體為繞地球運轉的衛星，則向心力由其與地球間的萬有引力提供 (D)此物體作等加速度運動

( )8. 附圖為沾有雨滴的雨傘旋轉的情形，當雨傘旋轉速度太快時，甲處的雨滴會沿哪個方向飛出？ (A) a (B) b (C) c (D) d

( )9. 洗衣機之脫水槽所以會脫水，是利用何種原理？ (A)牛頓第一運動定律 (B)牛頓第二運動定律 (C)衣服上之水分與衣服之附著力不足以提供迴轉所需的向心力 (D)速度愈快，附著力愈小

( )10. 將擺球作圓周運動，若擺線突然斷裂，則該瞬間擺球將： (A)沿法線飛去 (B)沿切線飛去 (C)向圓心飛去 (D)突然停止



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( )11. 有一物體的質量為 5 公斤，其離開地心的距離為 r，則下列敘述何者錯誤？ (A)此物

體的重量與 r 成反比關係 (B)此物在地表重量為 5 公斤重 (C)將此物放在重力加速度為 4.9 公尺∕秒 2 處，該物的重量為 24.5 牛頓 (D)將此物放在重力加速度為 4.9 公尺∕秒 2 處，該物的質量為 5 公斤。

( )12. 自由車選手在一個小廣場上，快速地以等速率做圓形軌道的繞場表演（如附圖），關於人車所受的力及其運動，下列敘述何者正確？ (A)是等速度運動，所受的合力為零 (B)所受的合力方向一直在改變，但皆指向圓心的方向 (C)所受的合力方向一直在改變，但皆指向切線的方向 (D)所受的合力方向一直在改變，但皆指向離開圓心的方向

( )13. 承上題，在 P 點拋出一物體，此物體會沿哪個方向飛出去？(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁

( )14. 若月球與地球間的距離不變，但月球與地球的質量皆變為現在的 3 倍，則地球與月球間的萬有引力將變為現在的幾倍？ (A) 1∕3 倍 (B) 3 倍 (C) 1∕9 倍 (D) 9 倍

( )15. 若月球與地球間的距離增加為現在距離的３倍，則地球與月球間的萬有引力將變為現在的幾倍？ (A) 3 倍 (B) 1∕3 倍 (C) 1∕6 倍 (D) 1∕9 倍

( )16. 如附圖，太空中有質量為 m 1 與 m 2 且相距 d 的兩物體，m 1＞m 2。於靜止狀態中，受萬有引力作用相互吸引而相向運動，則下列敘述何者正確？ (A)兩者受引力吸引所產生的加速度相同 (B)兩者的速度相同 (C)兩者同時抵達中點 (D)兩物體所受的萬有引力互為作用力與反作用力

( )17. 正在作圓周運動的物體，向心力對其有何影響？ (A)可改變物體的速度，但無法改變物體的速率

(B)可改變物體的速率，但無法改變物體的速度 (C)物體的速度、速率，兩者皆無法改變 (D)物體的速度、速率，兩者皆可改變

( )18. 有關圓周運動的敘述，何者正確？ (A)所受的向心力維持方向一定 (B)轉動愈快，所需向心力愈大 (C)是一等速度運動 (D)是一等加速度運動

( )19. 下列敘述何者正確？ (A)物體若不受外力的作用，它的運動狀態一定是靜止 (B)等速率圓周運動不是等速度運動 (C)作用力與反作用力大小相等，方向相反，故可互相抵消 (D)太空艙繞地球飛行時，地球對艙內物體無吸引力，所以物體為失重狀態

( )20. 下列的圖形中哪一組物體間具有最大的萬有引力？

(A) (B) (C) (D)

ANS: 1.DACCC 6.BDCCB 11.ABBDD 16.DABBA



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二、非選題： 1. 附圖是將細繩的一端綁上一顆球作等速率圓周運動的情形，試回答下列問題。

____(1)若半徑固定（繩長固定），要使其轉動更為快速，則手的施力應該要： (A)不變 (B)變大 (C)變小 ____ (2)當此圓周運動的球轉動到甲處時，此時向心力的方向為何？ (A) a (B) b (C) c (D) d ____ (3)若轉動到甲處，繩子突然斷裂，則瓶子會朝何方飛出？ (A) a (B) b (C) c (D) d

ANS:BDC 2. 有一物體在地球表面上，其重量為 54 Kgw，若地球半徑為 R，今將該物體移至離地面 R∕2

處的高空，則該物體之重量變為＿＿＿Kgw；若將其移至另一處而重量變為 6 Kgw，則該物體距地面高度為＿＿＿R。

ANS: 24，2 3. 下列各種圓周運動是利用何種作用力作為向心力？

(1)唱盤上放著的硬幣隨著唱盤旋轉：利用唱片和硬幣間的_________作向心力。 (2)地球繞太陽旋轉：利用太陽與地球間的_________作為向心力。 (3)雨滴在傘面上隨著傘面旋轉：利用雨滴和傘面的_________作為向心力。 (4)機車在水平路面上轉彎：利用機車與路面的_________作為向心力。 (5)汽車在傾斜路面上轉彎：利用汽車輪胎和路面的_________作為向心力。 (6)人造衛星繞地球旋轉：利用人造衛星和地球間的_________作為萬有引力。 ANS: (1) 摩擦力(2) 萬有引力(3) 附著力(4) 摩擦力(5)摩擦力(6) 萬有引力


單元二 力與運動 · 單元2: 力與運動 - 59 - 2-1 牛頓第一運動定律 ※...

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