弹力与正向力详解.PDFVIP

物 理 觀念物理－解答 專 觀念物理－解答 欄 牛頓擺完全非彈性擺 彈力與正向力 詳解與困難剖析 本單元中，每題的正確答案、常見錯誤選項、及試題難度，列於表 1，並說明如下。 表 1 ：各題之正確答案、常見錯誤、及題目難度 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 正確答案 C C A B C D A C D D B 常見誤答 A A C A B 無 無 A A B D 難度 難 中 中 中 難 易 易 中 難 難 難 (i) 手壓彈簧，靜置於桌 (ii) 放手後，彈簧正在伸 (iii) 放 手 後， 木 塊 已 離 (iv) 放手後，彈升到最 面 ( 圖 1) 展，木塊尚未離桌 ( 圖 2) 桌，彈簧繼續彈升 ( 圖 3) 高點 ( 圖 4) 第 1~6 題， 涉 及 彈 簧 彈 跳 的 4 個 階 段， 如 圖 1~ 圖 4 所 示， 相 關 原 理 解 說 如 下： 第 1~2題 正確觀念： 導致彈簧彈起的機制為：手施力下壓 ==使彈簧變形 ==造成彈力 ==彈力 下壓桌面 ==桌面產生正向力向上 ==使彈簧彈起。其中的彈力屬於內力 ， 同時在彈簧兩端，出現一對反向的力，根據「牛頓第三定律」，內力會 外力只有重力 與正 在內部相互抵銷 ( 如圖 5 所示 ) 。因此，彈簧所受 (↓) 向力 (↑)兩者，使彈簧彈起的力是桌面所提供的正向力 ( 第 1 題 ) 。 至於階段 (i)( 圖 1) 因彈簧仍靜置於桌面，所以 [ 合力 =0] ，根據此時彈簧 系統所受的外力推論： 手壓的力 ↓ 重力 ↓ 正向力 ↑ 第 題 。 [ ( )+ ( )= ( )] ( 2 ) 圖 5 彈力分析 彈力因為是內力，必然互相抵消，不影響上列之等式。 43 2017 39 卷 4 月 2 期 常見錯誤： 許多同學沒能掌握「彈力」是內力的性質，以為彈簧的彈力只有向上，誤以為彈力會讓系 統彈起 第 題 。同時，在分析靜置壓縮彈簧時，也會以為「手壓的力」 除了須克服「正 ( 1 ) (↓) 向力」 與「重力」 之差以外，還需克服彈力 ，所以第 題誤選了 。 (↑) (↓) (↑) 2 (A) 第 3~6題 正確觀念： 在階段 時，彈簧底部尚未離桌，但已開始向上伸展，因此質心加速度向上。 (ii) 根據牛頓第二定律，此時彈簧所受的外力僅包含「正向力」 與「重力」