Transcript Ｑ： 若物體受外力作用時

第三章 物體的運動
第二節 牛頓運動定律
物理的故事
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牛頓運動定律
若物體不受外力作用，
則靜者恆靜，動者恆作等速度直線運動。
╳ Ｑ：當物體靜止時，物體必不受外力作用。
╳ Ｑ：
若物體受外力作用時，在外力作用的方向上
就會產生一個加速度，所以物體的運動狀態
必改變。
2

牛頓第一運動定律 (慣性定律)：
若物體所受的合力為 0 (含不受外力作用)時，
則靜者恆靜，動者恆作等速度直線運動。

牛頓第二運動定律 (F=ma)：
若物體 所受的合力不為 0 時，會在合外力作
用的方向上產生一個加速度，F = ma 。

牛頓第三運動定律 (作用力與反作用力定律):
作用力與反作用力是施力體和受力體互換的同
種力。
作用力與反作用力不會抵消，
F AB = －FBA
施力體
因為分別作用在不同物體上
(當彼此不是內力關係時)。
受力體
正向力
牛三
3
牛頓第二運動定律 解題邏輯

選定物體(系統)：
兩物體有相同的運動狀態，可視為同一系統。

畫力圖

引用運動定律( F＝ma )：
判斷力是內力還是外力，F是外力合。
受力體
F
4

範例 3-3 類題
手持細繩上端，繩下端繫質量為m 的物體，繩重可
以不計。若物體以等加速度a 向上運動，則手須施
力多少？（g 為重力加速度）
A： F＝ma
F
(1) 物體受到的合力：手的施力和重力
(2) F＝ma  F－mg＝ ma
W=mg
A： F＝ma+mg
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Ｑ：當兩物體間的接觸面非光滑平面時，
如何判斷摩擦力為靜摩擦力還是動摩擦力？

╳
觀察兩物體間是否有相對移動
有 : 動摩擦力
沒有: 靜摩擦力
Ｑ：物體所受摩擦力的方向
一定與物體的運動方向相反嗎？
不一定。
╳
Ｑ：物體所受正向力的方向
一定與物體的重力方向相反嗎？
不一定。
6
Ｑ：人於路面行走時，路面對人的摩擦力
為靜摩擦力或是動摩擦力？
靜摩擦力
Ｑ：人於路面向前行走時，
路面對人的摩擦力方向應向前或是向後？
向前
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f
N
垂直
遊樂場中有一種遊樂器材，首先讓人緊靠於
圓筒內壁站立與圓筒一起旋轉。當圓筒轉速
夠高時就將地板移開，人在快速旋轉的圓筒
中與圓筒壁緊貼而不滑落，體會凌空的感覺。
W
Ｑ：物體所受的靜摩擦力的方向
與物體的運動方向，彼此…
Ｑ：筒面施給人的正向力的方向為何？
正向力的方向指向圓心
垂直
Ｑ：物體所受正向力的方向
與物體的運動方向，彼此…
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物體所受外力之合力不等於零時
下列推論何者正確？
1. 速率必定改變
2. 速度必定改變
3. 運動方向必定改變
4. 速率與運動方向必定改變
5. 必作等加速度運動
Ｂ
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彈(性)力：彈簧的恢復力

虎克定律：
Fs＝kX
k為彈性常數（單位為 N/m），X為形變量。
虎克定律
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11
理想彈簧的形變與其所受之
外力成正比，如圖所示為一
理想彈簧懸掛重物的情形，
若彈簧的自然長度為 8 公分，
懸掛 10 公克重 (gw) 砝碼時
的長度為10 公分，則懸掛 25
公克重 (gw) 砝碼時的長度為
若干公分？
設懸掛25gw砝碼時的長度為x cm，則
10  8 10

 x  13cm
x  8 25
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
慣性：物體維持原有運動狀態的傾向。
質量愈大的物體，慣性愈大，愈難改變其運動狀態。
F = ma

Ｗ＝1公斤重（kgw)＝ 9.8 (N)
在地球上
1公斤(kg)的物體所受的地心引力為1公斤重(kgw)，
而物體作自由落體時的加速度為 9.8 m/s2。
1 kgw＝1 kg9.8 m/s2＝9.8 N
牛頓
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正向力 (N)
支撐物體的力(兩物間的緊密程度)
垂直接觸面，方向從接觸面指向物體。
N
桌面給物體
的正向力
W
╳
Ｑ：當物體靜止時，
物體受的正向力一定等於物體的重力嗎？
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摩擦力
靜摩擦力： fS
最大靜摩擦力： fS(max) ＝μs N
靜摩擦係數：μs
動摩擦力： fk ＝μk N
動摩擦係數：μk
摩擦係數與接觸面的性質有關
(愈粗糙，摩擦係數愈大）
靜摩擦係數μs＞動摩擦係數μk ， 所以， fS(max) ＞ fk
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摩擦力定義

物體在粗糙平面上，施加一水平外力在物體上，
物體靜止不動(合力為零)，則
╳
Ｑ：當此物體受的正向力不同時，
其靜摩擦力也會跟著不同。
○
Ｑ：若施加的外力愈大，
物體的靜摩擦力也會愈大。
○
Ｑ：當此物體受的正向力不同時，
其最大靜摩擦力也會跟著不同。
╳
Ｑ：若施加的外力愈大，
物體的最大靜摩擦力也會愈大。
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

物體在粗糙平面上，施加一水平外力在物體上，
物體以加速度在運動(合力不為零)，則
○
Ｑ：當此物體受的正向力不同時，
其動靜摩擦力也會跟著不同。
╳
Ｑ：若施加的外力愈大，
物體的動靜摩擦力也會愈大。
若拿掉此水平外力，物體仍在粗糙平面上運動，
╳
Ｑ：當外力消失時，
物體的動摩擦力也會同時消失。
牛頓
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N桌物
物體給桌面
的正向力
N物桌
W地物
W物地
地球
桌面給物體
的正向力
地球給物體
的重力
物體給地球
的重力
牛頓
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