力與牛頓運動-彈力與自由落體

  • 2021.11.04
  • 作者:授課橘物理小編
  • 物理
授課橘物理小編
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學習領域/科目別 物理
情境範疇
題幹

高空彈跳是一種讓玩家在上上下下的振盪中體會到極大刺激的活動。彈性繩一端繫著玩家腳踝,一端繫著高臺O點,然後從高臺自由落下,如右圖所示。A點為彈性繩原長的位置,C點是玩家所能達到的最低位置,B點則是玩家最後靜止懸吊的平衡位置。玩家從離開高臺至最低位置的過程中,則:



問題一

1.若不計空氣阻力,下列哪段過程,玩家處於失重狀態?
(A)O至A
(B)O至B
(C)O至C
(D)A至B
(E)A至C

2.關於高空彈跳下落過程中玩家的受力情形,下列敘述哪些正確?(應選2項)
(A)A至B過程,彈簧恢復力的量值大於重力的量值
(B)A至B過程,彈簧恢復力的量值小於重力的量值
(C)A至C過程,彈簧恢復力的量值等於重力的量值
(D)B至C過程,彈簧恢復力的量值大於重力的量值
(E)B至C過程,彈簧恢復力的量值小於重力的量值

3.當玩家抵達最低位置的C點,其速度為零,加速度亦為零。請修正以上敘述的錯誤之處,並簡述原因。



參考答案 :
1. (A)
2. (B)(D)
3. 見詳解
搭配學習內容/學習表現 :
力與運動(Eb)

PEb-Va-2 直線等加速運動(例如:自由落體運動),其位移、速度、加速度及時間的數學關係。
試題概念與分析 :
1.O至A過程,玩家作自由落體運動,加速度為g,此時處於失重狀態。

2.A至C過程,彈簧恢復力的方向恆為上,重力的方向恆為下。A至B過程,彈簧恢復力的量值小於重力的量值,所受合力方向向下,加速過程;B至C過程,彈簧恢復力的量值大於重力的量值,所受合力方向向上,減速過程。

3.加速度不為零,C點彈性繩的伸長量最大,故所受的彈簧恢復力最大,且彈力>重力,所以加速度不為零。

延伸閱讀材料
文章 物理素養試題超展開VOL.07
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