甲.
(A) (B) (C) (D) 乙.
(A) (B) (C) (D) 丙.
(A) (B) (C) (D) 丁.
(A) (B) (C) (D)
第二章 力與運動 2－1、2－2 牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律
[牛頓第一運動定律 ]
1.運動中的物體速度為 6 公尺∕秒，若不受任何外力作用，則 5 秒後物體速度為 6 m／s。
2.一把傘掛在公車內（車內無風，傘可自由擺動），傘擺動情形如附圖，則：
(甲) (乙) (丙)
何者可代表正向東啟動的車？ 丙 。 何者可代表正向西方減速的車？ 丙 。
哪一個圖形，可以代表一部正向東方等速的公車？ 甲 。 3.如右上圖，鋼珠由靜止自 A 點釋放，到達右方斜面 D 點後再滾下，則：
鋼珠由 A→B→C→D 的運動過程中，哪一段速度不變？ B 。
承 題，哪一段速度加快？ A 。(Ａ) AB (Ｂ) BC (Ｃ) CD。
承 題，哪一段速度減慢？ C 。(Ａ) AB (Ｂ) BC (Ｃ) CD。
承 題，哪一段呈慣性？ B 。 (Ａ) AB (Ｂ) BC (Ｃ) CD。
承 題，假設右方的斜面傾斜角度變小，則 CD 的距離將 增加 ，高度將 不變 。 4.已知某車子裝有一杯水，以右方為東方，向東方前進，其速度與時間圖如下所示，試問車
上水杯的圖形分別為何： 0～3秒： 丙 ； 3～9秒： 甲 ； 9～11秒： 乙 。
5.如圖，一小鋼珠由圖中的斜面上A處向下滑，並滑到另一斜面，若摩擦力可忽略，則小鋼珠 在右邊斜面上滑過的長度應為 25 公分。
6.如圖所示，試回答下列問題：
若驟拉 A 點，則絲線可能斷在 B 點。
若慢慢拉 A 點，則絲線可能斷在 C 點。 上述能說明了 牛頓第一運動 定律。
7.把體積16cm3、質量20g的物體投入湖中，它會以等速度下沉。此時物體除了受重力外，還 受到水的浮力和阻力，則：
請問物體所受之合力應為 0 gw。
請問物體所受浮力和阻力之合力應為 20 gw。 阻力 4 gw，方向向 上 。 8.體重50公斤重的體操選手沿直立的桿子爬到上端，然後等速度滑下，則：
滑下的過程所受的合力為 0 公斤重。 桿子施於選手的摩擦力為 50 公斤重。
9.物體在光滑水平面上受到推力 60 牛頓，速度達 10 m／s 時，若推力消失後，物體的速度 可能為多少 m／s？ 10 m／s。
[牛頓第二運動定律 ]
10.一物體的質量為 2 公斤，由靜止開始受一定力的作用，使其在光滑的水平面上運動。若 7 秒後之速度為 21 公尺／秒，則作用在物體上的外力為 6 牛頓。
11.在光滑的平面上，有一質量 50 公斤的台車，受到一水平推力的作用，獲得 3 公尺／秒2的 加速度，則該台車所受的水平推力為 150 牛頓。
12.在光滑的平面上，有一質量 80 公斤的台車，受到 400 牛頓的水平推力作用，則該台車所 獲得的加速度為 5 公尺／秒2。
13.若物體質量為 2 公斤，受一 6 牛頓的定力作用，產生的加速度大小為 3 公尺／秒2。 14.某人以一固定的力推動一部裝水的車子，若車子的水逐漸流失，則車子的加速度變化？
增加 。
15.已知 1 公斤重等於 9.8 牛頓，有一物體重為 196 牛頓，靜置於光滑無摩擦之水平桌面上，
受 10 公斤重之水平方向外力作用，則其加速度為 4.9 m／s2。
16.水平桌面上置 8.0 kg 的木塊受 2 牛頓定力作用時，由靜止而運動，在 6 秒內進行了 3.0 公尺的距離，則木塊的加速度為 1/6 公尺／秒2。
17.以一定的力分別作用於質量 2 公斤的 A 物體及 4 公斤的 B 物體，使其在水平無摩擦的桌 面上運動。則 A、B 兩物體加速度之比為？ 2：1 。
18.地球外某點，重力場能使質量 1 公斤物體產生加速度為 5 m／s2，則 3 kg 物體置於該處時 重量為多少牛頓？ 15 牛頓。
19.質量 0.5 kg 的物體受力作用時，其速度與時間的關係如附 表所示，則作用於物體的力量為多少 N？ 0.25 N。
20.人站在電梯內的磅秤上，人的質量為 50 公斤，則：
電梯等速向上運動時，磅秤的讀數 ＝ 50 公斤重（＞、＝、＜）
電梯加速向上運動時，磅秤的讀數 ＞ 50 公斤重（＞、＝、＜）
電梯加速向下運動時，磅秤的讀數 ＜ 50 公斤重（＞、＝、＜）
電梯等速向下運動時，磅秤的讀數 ＝ 50 公斤重（＞、＝、＜）
電梯繩索斷裂，自由落下時，磅秤的讀數 0 公斤重。
21.某物體的質量為 2 kg，若重力加速度為 9.8 m／s2，則其重量為 19.6 N。
22.假設甲、乙二物體的質量比為 3：5，且使甲物體有 1 公尺／秒2的加速度，需施力 F 牛頓 的力。若將兩物體綁在一起，使它們有 3 公尺／秒2的加速度，則需施力多少倍的 F？ 8 F。
23.以 60 牛頓的外力作用於質量為 m1的物體，產生 4 m／s2的加速度，但作用於質量 m2的 物體，則產生 12 m／s2的加速度，當兩物綁在一起時，仍以 60 牛頓的外力作用，產生的加 速度為多少 m／s2？ 3 m／s2。
24.質量 m1的甲物體受合力 F 作用下，加速度為 a1，質量 m2的乙物體受合力 F 作用下，加 速度為 a2，若將甲、乙兩物體綁在一起，並受合力 3F 的作用下，其加速度為何？
3a1×a2 /（a1+a2） （用題中符號 a1、a2表示）
25.施 1 公斤重之力於質量 9.8 公斤之物體上，所得之加速度大小為 1 公尺／秒2。 26.若同一物體在月球上的重量僅為在地球上重量的 1/6，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的加速度，則月球上與地球上所需的施力比為何？ 1：1 。 27.甲、乙兩物體質量比 3：2，沿運動方向分別受力 F1及 F2作用，甲在 2 秒內速度由 2 m／
s 變成 3 m／s，乙在 3 秒內速度由 6 m／s 變成 9 m／s。則 F1：F2為 3：4 。
時間（s） 0 2 4 6 速度（m／s） 4 5 6 7
實驗(一) 實驗(二) 實驗(三)
1 kg a1
10 kg 圖(一)
1 kg a2
10 kg
圖(二)
28.在重力加速度 g＝9.8 公尺／秒2的狀況下，一火箭重量為 49000 牛頓，請問：
火箭的質量為 5000 公斤。
若火箭的加速度為 4 公尺／秒2，方向向上；則火箭獲得的向上推力為 69000 牛頓。
29.一輛質量為 1000 公斤的車子，以 20 公尺／秒的速度行駛，如車子受到 4000 牛頓的煞車 阻力，則煞車 5 秒後車子可停下來。
30.如下左圖所示，質量 2 公斤的物體，受到 6 牛頓的水平拉力，以等速度 6 m／s 向右前進，
當拉力消失，1 秒後物體的速度為 3 m／s。2 秒後物體的速度為 0 m／s。
31.如右圖，質量為 1000 公斤的車子以 30 公尺／秒的速度沿斜坡向下行駛，今以等減速度 煞車，在 10 秒內減速至 10 公尺／秒，則煞車時車子沿斜面所受合力大小為 2000 牛頓。
32.小胖騎腳踏車，車與人質量是 70 公斤，行進中作緊急剎車，經歷 2 秒後車子停下，此期 間車子滑行 2 公尺，假設剎車過程的摩擦力一定且車子作直線運動。試問：
車子開始剎車時的速度是 2 公尺／秒。 車子受到的摩擦力是 －70 牛頓。
33.質量 1000 公斤的貨車，在道路上以 20 公尺／秒的速度行駛，由於緊急事故，需要在 4 秒 內沿直線方向煞車停止，則煞車期間貨車所受摩擦力的平均大小為 5000 牛頓。
34.棒球賽中，球員以 8 公尺／秒的初速度滑壘，經 0.5 秒，恰停在壘上。若球員質量 80 公斤，
則滑壘過程中的平均阻力為 －1280 牛頓。
35.棒球運動中，投手投出一記快速直球，球以每秒 40 公尺的水平速度進壘；打者將球擊出 後，球以每秒 70 公尺的速度反向飛回去。若棒球的質量為 0.15 公斤，而球與球棒接觸的 時間為 0.02 秒，則棒球在這段時間內的平均力為 825 牛頓。
36.質量 100 g 的棒球以每秒 20 m 的速率飛行，受到球棒打擊後以每秒 16 m 的速率反向飛 回，若打擊力為 40 N，則球和球棒接觸時間為何？（不計空氣阻力） 0.09 s。
37.棒球投手林阿燦將質量 0.5 公斤的棒球投出，棒球通過本壘板進入捕手手套時，球速為 144 公里／小時（40 公尺／秒），若棒球接觸手套後 0.05 秒停止，則棒球作用於手套的平均作 用力為若干牛頓？ 400 N
38.有一等速運動的物體，其質量為 500 公斤。現受一與其方向相反的外力作用，經 5 秒後，
該物靜止，若已知此力為 2000 牛頓，則物體未受此力前之速度大小為 20 公尺／秒。
39.質量 2 kg 的物體，受外力由靜止開始加速 5 秒後末速度為 5 m／s，則：
所受的外力大小為 10/49 kgw＝ 2 N。
40.如附圖，在不計一切阻力的情況下，下列三種方式，使質量 2 kg 物體產生的加速度分別 為何？
實驗一： 14.7 m/s2。 實驗二： 4.9 m/s2。 實驗三： 5.88 m/s2。
41.如上右圖，附圖(一)將 1 kg 物體放置在光滑平面上，將 10 kg 物體懸掛在滑輪下方，產生 的加速度為 a1；附圖(二)將 1 kg 物體和 10 kg 物體互換位置後，產生的加速度為 a2。若 不計繩子重量與一切阻力，則 a1：a2為多少？ 10：1 。
42.如圖所示，光滑桌面上有一靜止滑車（其內放一砝碼），右 方懸吊之秤盤（其內放 2 個砝碼）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不計，則：
滑車加速度大小為 1.96 m／s2。
滑車質量大小為 3.5 公斤。
滑車開始運動 2 秒後，所具之速度大小為 1.96 m／s
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 前者為大或小？ 減小 。
43.傘兵跳傘時，大致可分三階段，第一階段自由落體下降，第二階段張傘減速下降，第三 階段等速落下，試討論此三過程中所受空氣阻力與重力的大小關係：
第一階段自由落體下降：合力向 下 （上、下），空氣阻力 ＜ 重力（＞、＝、＜）。 第二階段張傘減速下降：合力向 上 （上、下），空氣阻力 ＞ 重力（＞、＝、＜）。 第三階段等速落下：合力向 為零 （上、下），空氣阻力 ＝ 重力（＞、＝、＜）。
【牛頓三大定律實例】
44.下列實例，各屬於「牛頓第一、第二、第三運動定律」之說明？
請標符號：（A）牛頓第一運動定律 （B）牛頓第二運動定律 （C）牛頓第三運動定律
(1)緊急剎車時，乘客身體前傾 A
(2)抖動衣服，可以抖掉衣服上的灰塵 A (3)火箭排放氣體燃料而升空 C
(4)不受外力作用的小球，會維持原本運動狀態。 A (5)賽車手在賽道上急速地右轉，身體左傾 A
(6)投手將球以水平方向投出，球離開手後仍會往前飛 A (7)猜硬幣正反面時，上拋一枚硬幣，再讓它落在手掌上 A (8)掛在架上的棉被，以棍子拍打出灰塵。 A
(9)在等速前進的火車中向上跳，會落回原來的位置 A (10)自由落體的物體，越落越快 B
(11)洗衣機脫水槽快速旋轉而脫水 A
(12)洗手之後只要甩甩手，就能將手上的水滴甩掉 A (13)百米賽跑，到達終點時無法立刻停止 A
(14)賽跑於彎道轉彎時，卻有轉不過去的感覺 A (15)搖動蘋果樹，使成熟的蘋果脫離果蒂而落下 A (16)不受外力作用的小球會維持原來的運動狀態 A (17)書本由斜坡滑至水平桌面後，仍會向前滑行 A
(18)子彈射出時槍身會向後退 C (19)皮球撞到牆壁時會反彈 C
(20)人能舉物，但不能舉自己 C (21)烏賊噴出體內的水，使身體前進 C (22)發射大砲時砲身後退 C
第二章 力與運動 2－3 牛頓第三運動定律、2－4 圓周運動、2－5 萬有引力
[牛頓第三運動定律 ]
1.如圖，天花板下方的細繩懸吊著木塊，地球吸引木塊的力為 F1，細繩拉木塊的力為 F2，木 塊拉細繩的力為 F3，細繩拉天花板的力為 F4，天花板拉細繩的力為 F5，試回答下列問題：
圖(一) 圖(二)
F2的反作用力為 F3 ，F4的反作用力為 F5 。
使木塊靜止不動的兩力為 F1 、 F2 。
使細繩靜止不動的兩力為 F3 、 F5 。
2.如圖所示，F 為手拉繩子之力，1 F 為繩子拉物體之力，2 F 為繩子作用於手之力，3 F 為物體 4 作用於繩子之力，若繩子重量不計，試回答下列問題：
( D ) 繩子若處於靜止平衡時，繩子是受那兩力作用而平衡？
(A)F 、1 F (B)2 F 、2 F (C)3 F 、2 F (D)4 F 、1 F 。 4 ( C )(2)若木塊被手拉動時，此時各力之大小為何？
(A)F ＝1 F ＝2 F ＝3 F (B)4 F ＝2 F ＞4 F ＝1 F (C)3 F ＝1 F ＞3 F ＝2 F (D)4 F ＝1 F ＞2 F ＝3 F 。 4 ( A )(3)若木塊沒有被手拉動時，此時各力之大小為何？
(A)F ＝1 F ＝2 F ＝3 F (B)4 F ＝2 F ＞4 F ＝1 F (C)3 F ＝1 F ＞3 F ＝2 F (D)4 F ＝1 F ＞2 F ＝3 F4。 3.質量比2：1的甲、乙兩人在光滑平面上互推，甲用40N的力推乙，乙用50N的力推甲，則：
甲、乙受力比為 1：1 。甲受力 90 N；乙受力 90 N。
甲、乙由靜止所獲得的加速度比為 1：2 。
（ ○ ）當兩人分開後，乙後退的速度比較快；甲、乙後退的速度比為 1：2 。
當兩人互推分開後均作 等速度 運動。
4.質量M的大人與質量m的小孩立於無摩擦的平面上互推(M＞m)，則：
兩者受力的比為 1：1 互推瞬間，兩者加速度的比為 m：M 互推後兩者後退的速度比為 m：M 同一段時間內，兩者後退的距離比為 m：M 。 5.如下圖，在完全光滑平面上，將甲、乙兩物體各放在彈簧的一端，用力壓縮彈簧後釋放，5 秒後甲物的速度為32m/s，乙物的速度為5m/s，已知乙物的質量為80公斤，則甲物質量為 12.5 公斤。
6.如果一塊石頭重400牛頓，而小偉用手以475牛頓之力將石頭向上舉起，則石頭給手的反作 用力為何？ 475 牛頓。
7.如圖，在光滑平面上，F為作用於m 、1 m 系統之外力，2 F 為12 m 對1 m 之作用力，2 F 為21 m 2 對m 之作用力。當F沿水平方向向右作用於1 m 上，則：1 F 與12 F 之大小關係為何？ 21 F ＝ 12 F 。 21
8.鐵鎚重1 kgw，打鐵時，老王用3 kgw的力將鐵槌往上舉，則：
鐵鎚所受的合力為 2 kgw。
鐵鎚給老王的反作用力為 3 kgw。
地面給鐵槌的反作用力為 0 kgw。
9.小華利用暑假在大賣場打工，準備將倉庫內甲、乙兩種不同貨物送上架，若小華以一組連 結車推運貨物，如下圖所示。當連結車以加速度＋2m/s2前進時，則：
水平推力F＝ 120 N 甲車作用於乙車的作用力為 40 N 。 乙車作用於甲車的作用力為 40 N。
若改從乙車那一邊施力，則兩車產生的加速度大小變化？ 不變 。
10.群雄分別由左、右兩側以12N的力，推動放置於光滑平面上的A、B兩物體，如右上圖，若 在圖(一)與圖(二)中，兩物體間的作用力分別為F1與F2，則：
圖(一)與圖(二)中，二者系統加速度的大小，以何圖最大？ 相同 。
圖(一)與圖(二)中，兩物體間的作用力分別為F1與F2，F1：F2為多少？ 3：2 。 11.若 A、B 兩人分別站在兩彈簧秤上，秤得 A＝100 kgw，B＝80 kgw，如果 B 在 A 肩上垂 直向下用 10 kgw 的力壓下，則 A、B 兩人腳下彈簧秤讀數各為多少？
A 腳下彈簧秤讀數＝ 110 kgw。 B 腳下彈簧秤讀數＝ 70 kgw。
12.如下圖，光滑平面上的A物體(重量7kgw)與B物體(重量3kgw)分別受到兩力作用，則：
A物體的加速度為多少？ 2 m/s2。
B物體給予A物體的反作用力為多少？ 16 N。
13.如右上圖，有A、B、C三物體放置於一光滑平面上，今A物體左側有一35N之水平力向右 推，C物體右側有一5N的水平力向左推，則：
系統加速度為 3 m/s2。
A物體給B物體的推力大小 20 N；C物體給B物體的推力大小 14 N。
若將此三物體改放置到粗糙平面上，且三物體粗糙程度相同，若仍受圖中的左右兩側 分力作用，產生1 m/s2的加速度，則三物體所受摩擦力分別為何：
A物體所受摩擦力 10 N，B物體所受摩擦力 4 N，C物體所受摩擦力 6 N。。
Jim 理化教室 7
14.下列物理現象各為：
(a)搖動果樹，使成熟的果實掉落。 (b)人能舉物，但不能舉自己。
(c)車子煞車時，仍會向前滑行。 (d)草皮上的灑水器灑水時，會不停地轉動。
(e)蘋果靜置於水果盤內。 (f)射擊時，槍托要抵緊肩窩。
(g)小朋友溜滑梯。 (h)皮球撞到牆壁時會反彈 。 (i)龍舟比賽，選手滑槳使船前進 (j)抖動衣服，甩掉衣服上的灰塵。
(k)工程施工不慎，鋼筋從高處墬落。
試問：
屬於牛頓第一運動定律的是 acej 。 屬於牛頓第二運動定律的是 gk 。
屬於牛頓第三運動定律的是 bdfhi 。
【圓周運動】
15.下列哪一種運動不需向心力？ 乙丁己 。
(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。
16.設人造衛星質量為 m 公斤，則在地球上空的軌道飛行時，所需的向心力 ＜ 9.8 m 牛頓。
（填：＞、＝、＜）
17.設有一太空船繞地球作圓周運動，則其所需之向心力？ ＝ 地球對太空船之吸引力。
（填：＞、＝、＜）
18.地球處於持續不斷的自轉中，故你在地面上所需之向心力 F 和所受的地球引力 W，二者 比較起來？F ＜ W 。 （填：＞、＝、＜）
19.人造衛星繞地球作圓周運動，地球吸引人造衛星之力為 P，人造衛星繞地球的向心力為 Q
，P 與 Q 的關係為何？ P ＝ Q。（填：＞、＝、＜）
20.小明在遊樂園搭乘輻射鞦韆，鞦韆繞著 O 點作平行地面的等速率圓周運動，如圖。則：
當鞦韆在 M 處時，鞦韆所受向心力的方向應為下列哪一個方向？ 丁 。 此向心力是由 鞦韆重量 和 繩張力 的合力所提供（請標示力圖於圖上）。
【萬有引力】
21.假設土星上的重力加速度約為地球上的10倍，若地球對土星的萬有引力為F，則土星對地 球的萬有引力為何？ 1 F。
22.附圖，質量為 m1與 m2且相距 d 的兩物體，彼此之間所受的有引力大小比為何？ 1：1 。
R 甲 9 kg
丙 2 kg 乙 4 kg
23.已知某行星半徑為地球的 2 倍，平均密度與地球相同。若地球上一重 80 公斤之太空人，
登陸此行星表面，則：
太空人受力 160 公斤重 太空人質量為 80 公斤。
24.一物體的質量為 5 公斤，其離開地心的距離為 r，則：
此物在地表重量為 5 公斤重
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 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。
25.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，則地球與太陽間的 萬有引力將變為現在的 3 倍。
26.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 1/9 倍。
27.甲物體的質量為100公斤，乙物體的質量為45公斤，若兩物體相距1公尺時，其萬有引力 為F，則當兩物體相距2公尺時，其萬有引力是多少？ 1/4 F。
28.如果蘋果的質量為 500 公克，試問當其自樹上掉落至地面的過程中，受到的萬有引力大小 為何？ 4.9 N。
29.某人在 4 樓的窗口，將一物體分別向下、向前及向上拋出，則離手後該物體的加速度何者 最大？ 相同 。
30.設地球半徑為R，已知一個物體在地球表面所受的萬有引力為45 kgw，若將該物體置於距 地表2R的高空中，則該物體所受的萬有引力將變為 5 kgw。
31..設地球半徑為 R，若一個物體在地球表面所受的重力加速度為 g，若將該物體改置於距地 表 R 的高空中，則此時該物體所受的重力加速度為 g/4 。
32..若地球的半徑為 R，一個質量為 m 的小石頭在距離地面 1／4R 的高度所受到的地心引力 大小與在地表所受地心引力大小的比為： 16：25 。
33.如附圖所示，若質量 9 kg 的甲球與質量 4 kg 的乙球相距 R，今欲將質量 2 kg 的丙球置放 於甲、乙兩球之間，使甲、丙、乙三球成為一直線且甲球對丙球的萬有引力恰等於乙球對 丙球的萬有引力，則丙球的正確置放位置應與甲球相距 3/5 R。
