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附錄三 力矩與拋射運動單元學習成就測驗

1 門把裝設在門的邊緣時,將門開啟需施力 200 公克重,若將門把改裝在門中央,此 時需施多少力才能產生相同的力矩?(施力 × 施力臂 = 抗力 × 抗力臂)

【 】1.1 100 公克重,理由是

〈 〉1.1.1 力臂變為 1/2 倍。

〈 〉1.1.2 力臂變為 2 倍。

【 】1.2 400 公克重,理由是

〈 〉1.2.1 力臂變為 1/2 倍。

〈 〉1.2.2 力臂變為 2 倍。

2 假設你施力 1000 公克重沒辦法轉動一個鎖的很緊的螺栓,如下圖拿一條繩子綁在扳 手的握柄上,同樣施力 1000 公克重,如此可產生更多的力矩嗎?

【 】2.1 可以,理由是

〈 〉2.1.1 力臂變大。

〈 〉2.1.2 容易施力。

【 】2.2 不可以,理由是

〈 〉2.2.1 力臂不變。

〈 〉2.2.2 施力大小不變。

3 已知 Wa 的重量比 Wb 的重量大,放於一桿上而達成平衡如圖(a)(桿重不計)。今若 再將 Wa 與 Wb 分別往支點 O 方向移動 d 的距離,如圖(b)所示,則桿將:

圖(a) 圖(b)

【 】3.1 轉動,理由是

〈 〉3.1.1 順時鐘力矩 > 逆時鐘力矩。

〈 〉3.1.2 逆時鐘力矩 > 順時鐘力矩。

【 】3.2 仍保持平衡,理由是

〈 〉3.2.1 減少的力臂相等。

〈 〉3.2.2 減少的力矩相等。

4 如下圖,木尺已達平衡狀態,此時若在 2 kgw 的物體下加掛 1 kgw 的物體,則 4 kgw 的 物體需如何移動,木尺才能繼續保持水平平衡?

【 】4.1 向左移,理由是

〈 〉4.1.1 力矩變大。

〈 〉4.1.2 施力變大。

【 】4.2 向右移,理由是

〈 〉4.2.1 力矩變大。

〈 〉4.2.2 施力變大。

5 在 921 大地震中,一巨大之岩石自懸崖向山谷垂直落下,岩石在落下的過程中,其 動能:

【 】5.1 增加,理由是

〈 〉5.1.1 重力位能也增加。

〈 〉5.1.2 重力位能減少。

【 】5.2 減少,理由是

〈 〉5.2.1 重力位能增加。

〈 〉5.2.2 重力位能也減少。

6 當你盪鞦韆,從高處盪至低處,此時你增加的能量是:

【 】6.1 重力位能,理由是

〈 〉6.1.1 動能轉換為重力位能。

〈 〉6.1.2 高度愈低重力位能愈大。

【 】6.2 動能,理由是

〈 〉6.2.1 重力位能轉換為動能。

〈 〉6.2.2 高度愈低動能愈大。

7 體積相同的鉛球與乒乓球自 10 m 高處自由落下,如圖,不計任何摩擦阻力,則兩者

10 把車停在停車場,關閉引擎,但打開汽車音響聽音樂,會不會增加汽油的消耗?

【 】10.1 不會,理由是

〈 〉10.1.1 聽音樂是利用電能和汽油無關。

〈 〉10.1.2 已經關閉引擎了。

【 】10.2 會,理由是

〈 〉10.2.1 聽音樂正是直接利用汽油的化學能。

〈 〉10.2.2 聽音樂使用的電能是由汽油的化學能轉換而來。

11 一位太空人穿著全套太空裝在地球上沿著垂直的梯子往上爬。稍後,他飛到了月球,

也以相同的裝備爬同樣的梯子。請問他的重力位能在何處有較大的改變?

【 】11.1 地球,理由是

〈 〉11.1.1 在地球上太空人的重量較大。

〈 〉11.1.2 在地球上太空人爬梯子比較快。

【 】11.2 月球,理由是

〈 〉11.2.1 在月球上太空人的重量較小。

〈 〉11.2.2 在月球上太空人爬梯子比較慢。

12 水庫通常建在地勢較低或是較高的地方?

【 】12.1 較低處,理由是

〈 〉12.1.1 施工方便且水有較大的動能。

〈 〉12.1.2 離農田較近便於灌溉。

【 】12.2 較高處,理由是

〈 〉12.2.1 水在高處有重力位能,利於發電。

〈 〉12.2.2 水在高處有動能,利於發電。

13 如圖,大偉在 U 形場地表演直排滑輪時,由 A 點靜止下滑至 B 點,結果發現 B 點的 高度比 A 點要高,請問:大偉是否能成功到達 B 點?

【 】13.1 可以,理由是

〈 〉13.1.1 只要大偉不要太重,就可以。

〈 〉13.1.2 只要沒有摩擦力,就可以。

【 】13.2 不可以,理由是

〈 〉13.2.1 大偉在 A 點的重力位能小於在 B 點的重力位能。

〈 〉13.2.2 大偉在最低點的動能無法完全轉換為在 B 點的重力位能。

14 以相同的力投擲標槍,出手時力的方向和水平方向的夾角應在哪一個範圍中,才有 較遠的水平射程?

【 】14.1 21°~30°。

【 】14.2 31°~40°。

【 】14.3 41°~50°。

【 】14.4 51°~60°。

【 】14.5 61°~70°。

15 如果你知道自己的體重,身旁又有一個蹺蹺板以及一把長尺,請問你如何估計你朋 友的體重?請以簡圖配合文字說明。

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