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(一) 圓周運動 A、
實例: (1) 公車急轉彎時,乘客有被摔出去的感覺。 (2) 旋轉中的雨傘,速度不快時,雨滴附著在傘面上,跟隨著旋轉。 (3) 旋轉的雨傘,速度太快時,雨滴無法附著在傘面上,便朝著切線方向飛出。 (4) 人造衛星受到地心引力的作用,繞著地球旋轉。 (5) 鐘面上的時針、分針、秒針,繞著圓心,等速率的轉動。 B、
圓周運動的特性: (1) 手拉著細繩的一端,另一端綁著物體,在水平面上(或垂直面上 ),繞著【圓心】旋轉,即稱為【圓周】運動。 (1) 如果細繩斷裂時,手上的施力便消失,此時物體便朝著【切線】方向飛出。 A、
向心力和圓周運動的關係: (1) 圓周運動時,細繩的拉力不斷地在改變物體運動的方向,使物體始終能繞著圓心運動,此時細繩的拉力,稱為物體作圓周運動的【向心力】。 (2) 向心力的方向:永遠朝向【圓心】。 (3) 向心力的作用:只能改變物體運動的【方向】; (4) 向心力和離心力互為作用力與反作用力,真正使物體旋轉的力為【向心力】,而非【離心力】。 B、
速度和圓周運動的關係: (1) 物體所受的向心力消失時,依牛頓第【一】運動定律,物體會作【等速度】運動,朝【切線】方向飛去。 (2) 物體運動的方向,即為【速度】的方向,為圓周運動的【切線】方向。 C、
加速度和圓周運動的關係: (1) 依牛頓【第二】定律,物體加速度的方向和【力】的方向相同。 (2) 物體所受的向心力指向【圓心】,因此物體的加速度亦指向【圓心】。此種加速度稱為【向心】加速度。 D、
等速率圓周運動的特性: (1) 如果物體作圓周運動的快慢都始終保持一定,則稱為【等速率圓周】運動。 (2) 等速率圓周運動的【快慢】不變,但【方向】隨時改變。 (3) 等速率圓周運動為【變速度】運動;或【變加速度】運動。 E、
特殊圓周運動的實例: (1) 洗衣機的脫水原理:利用水滴與衣服之間的【附著力】小於脫水槽旋轉所需的【向心力】,因此水滴便被甩開。 (2) 唱盤上放著硬幣隨唱盤旋轉:利用唱盤和硬幣間的【摩擦力】作為轉動的向心力。 (3) 月球繞地球旋轉:利用月球和地球之間的【萬有引力】作為向心力。 (4) 公車在傾斜路面轉彎:利用車的【重量】及車與路面間的【反作用力】作為向心力。 (5) 人造衛星繞地球:例用人造衛星與地球間的【萬有引力】作為向心力。 (6) 機車轉彎:利用機車與路面的【摩擦力】作為向心力。 (二) 萬有引力: A、
牛頓發現:宇宙間任何物體皆有引力,此引力稱為【萬有引力】。 B、
兩物體不需接觸,即有引力產生,因此萬有引力是屬於【非接觸力】,或【超距力】。 C、
內容:若 AB
兩物體質量為 m、M,則當兩物體相距 r 時,此時的萬有引力: D、 公式: F=【】 |
一、選擇題: ( )1.
設有一太空船繞地球作圓周運動,則其所需之向心力 【答案】:(B) 【解析】: ( )2.
洗衣機的脫水槽所以會脫水,是利用何種原理? 【答案】:(C) 【解析】: ( )3.
以下敘述何者正確? 【答案】:(D) 【解析】: ( )4.
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 【答案】:(C) 【解析】: ( )5.
下列何者所受外力的作用,其合力為零? 【答案】:(D) 【解析】: ( )6.
勵瑋在繞地球運轉的太空艙中做液滴實驗,液滴懸浮於艙中,則下列敘述何者錯誤?
【答案】:(C) 【解析】: ( )7.
(甲)阿慶站在靜止的臺車上用力推台車,則台車永遠靜止於原地 (乙)承(甲),台車所受的合力為零
(丙)等速率圓周運動是屬於變速度運動 (丁)公路轉彎的地方路面外側常做得比內側高,是利用汽車本身的重量,來作為它轉彎行駛所需的向心力; 【答案】:(B) 【解析】: ( )8.
關於物體受力的敘述,何者是正確的? 【答案】:(C) 【解析】: ( )9.
下列有關圓周運動的敘述,何者錯誤? 【答案】:(C) 【解析】: ( )10.
人在彎曲的跑道上急跑時,身體應 【答案】:(C) 【解析】: ( )11.
將擺球作圓周運動,若擺線突然斷裂,則該瞬間擺球將 【答案】:(B) 【解析】: ( )12.
電扇在作均勻的等速率圓周運動時,是一種 【答案】:(C) 【解析】: ( )13.
圓周運動的物體,始終受到 【答案】:(D) 【解析】: ( )14.
下列那一種運動必定處於受力平衡狀態? 【答案】:(B) 【解析】: ( )15.
秒針在鐘面上作圓周運動,下列敘述何者錯誤? 【答案】:(B) 【解析】: ( )16.
作圓周運動的物體,始終都受到 【答案】:(C) 【解析】: ( )17.
下列何者處於受力平衡狀態? 【答案】:(C) 【解析】: ( )18.
洗衣機的脫水槽原理是利用 【答案】:(D) 【解析】: ( )19.
汽車在傾斜路面上轉彎,所需向心力由何者提供? 【答案】:(D) 【解析】: ( )20.
人造衛星繞地球旋轉所需的向心力是靠: 【答案】:(B) 【解析】: ( )21.
物體作圓周運動時,下列敘述何者錯誤? 【答案】:(D) 【解析】: ( )22.
物體受到與運動方向垂直的力,則下列敘述何者正確? 【答案】:(B) 【解析】: ( )23.
雨傘急轉時,傘上的雨滴會朝轉動的切線方向飛出,這是因為 【答案】:(C) 【解析】: ( )24.
下列何者沒有向心力作用? 【答案】:(B) 【解析】: ( )25.
人造衛星繞地球運轉,若半徑愈大,則轉動的向心力 【答案】:(B) 【解析】: ( )26.
太空船繞地球作圓周運動,人在太空船上以體重計測得重量為零,這是因為 【答案】:(C) 【解析】: ( )27.
人造衛星在一定半徑的圓形軌道上繞地球等速運行,下列那個敘述錯誤? 【答案】:(C)、(D) 【解析】: ( )28.
當作用力與物體運動方向成何種情況下時,只會改變物體運動方向,而不會改變運動的快慢? 【答案】:(C) 【解析】: ( )29.
下列那一種運動物體不受向心力作用? 【答案】:(B) 【解析】: ( )30.
下列有關圓周運動的敘述,何者錯誤? 【答案】:(C) 【解析】: ( )31.
太空艙繞地球飛行,下列敘述何者錯誤? 【答案】:(C) 【解析】: ( )32.
公路在轉彎的地方路面外側常做得比內側高,其目的是 【答案】:(C) 【解析】: ( )33.
有關作等速率圓周運動的物體,下列敘述何者錯誤? 【答案】:(D) 【解析】: ( )34.
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 【答案】:(A) 【解析】: ( )35.
使人造衛星不斷改變方向而繞地球運行的力是: 【答案】:(B) 【解析】: ( )36.
附圖為沾有雨滴的雨傘旋轉的情形,當雨傘旋轉速度太快時,甲處的雨滴會沿哪個方向飛出?
【答案】:(C) 【解析】: ( )37.
洗衣機之脫水槽所以會脫水,是利用何種原理? 【答案】:(C) 【解析】: ( )38.
將擺球作圓周運動,若擺線突然斷裂,則該瞬間擺球將: 【答案】:(B) 【解析】: ( )39.
下列有關人造衛星繞地球運轉的敘述,何者錯誤? 【答案】:(B) 【解析】: ( )40.
體積相同的鉛球與乒乓球自 【答案】:(C) 【解析】: ( )41.
有關圓周運動的敘述,何者正確? 【答案】:(B) 【解析】: ( )42.
設人造衛星質量為m公斤,則在地球上空的軌道飛行時,所需的向心力為何? 【答案】:(B) 【解析】: ( )43.
路面轉彎處內側較低,是為了使車輛本身重量: 【答案】:(C) 【解析】: ( )44.
如圖,作等速率運動的車子,沿向內彎曲的傾斜路面轉彎時,車子所受的合力,為圖中哪一附有箭頭的線段? 【答案】:(B) 【解析】: ( )45.
通常物體在高山的重量比在平地的重量為輕,為什麼? 【答案】:(D) 【解析】: ( )46.
若地球與太陽間的距離增加為現在的4倍,則地球與太陽間的萬有引力將變為現在的幾倍? 【答案】:(C) 【解析】: ( )47.
若月球與地球間距離增為現在距離的3倍,則地球與月球間萬有引力變為現在幾倍? 【答案】:(D) 【解析】: ( )48.
如圖,以一繩繫球,並使其作水平圓周運動,下列敘述何者錯誤? 【答案】:(D) 【解析】: ( )49.
若月球與地球間距離不變,但月球與地球質量皆為現在的3倍,則地球與月球間萬有引力將為現在的幾倍? 【答案】:(D) 【解析】: ( )50.
自由車選手在一個小廣場上,快速地以等速率做圓形軌道繞場表演(如圖),關於人車受力及其運動,下列敘述何者正確? 【答案】:(B) 【解析】: ( )51.
有一物體的質量為 【答案】:(A) 【解析】: ( )52.
下列的圖形中哪一組物體間具有最大的萬有引力? 【答案】:(A) 【解析】: ( )53.
將一條內部光滑的圓弧形水管水平固定在水平桌面上,如圖,則圖中哪一條虛線最能代表鋼球從A處管口快速進入,而由B處管口出來的運動軌跡? 【答案】:(B) 【解析】: ( )54.
兩物體間的萬有引力和下列何者有關? (甲) 兩物體的重量 (乙) 兩物體的質量 (丙) 兩物體形狀 (丁) 兩物體距離 (戊) 兩物體密度; 【答案】:(B) 【解析】: ( )55.
如圖,太空中有質量為m 1與m 2
且相距d的兩物體,若 m 1>m 2。於靜止狀態中,受萬有引力作用相互吸引而相向運動,則下列敘述何者正確? 【答案】:(D) 【解析】: ( )56.
地球質量為月球的81倍,地球吸引月球的力F1與月球吸引地球的力F2,二者比為 【答案】:(C) 【解析】: ( )57.
已知 A、B 兩物體間的萬有引力為 F,若將 A 的質量減少為一半,其餘條件不變,則 A、B 間的引力將變為 【答案】:(C) 【解析】: ( )58.
已知 A、B 兩物體間的萬有引力為 F,若將 A、B 的質量增加為 3 倍,但距離保持不變,則 A、B 間的引力將變為 【答案】:(B) 【解析】: ( )59.
下列有關萬有引力的敘述,何者錯誤? 【答案】:(A) 【解析】: |
二、填充題: 1.
甲、乙、丙三物體質量分別為 【答案】:1:1 【解析】: 2.
設 A 行星之質量為地球的 5 倍,其半徑為地球之一半,且密度均勻,則某人在 A 行星上的重量為在地球上重量的__________倍。 【答案】:20 【解析】: 3.
如甲物在地球上重量 5 kgw,乙物體在月球上重量 l kgw,則甲、乙兩物體的質量比為__________。 【答案】:5:6 【解析】: 4.
某物質量 【答案】:197 【解析】: 5.
質量皆為 【答案】:3F 【解析】: 6.
若 m1、m2
代表兩個物體的質量,r 代表兩物體間的距離,則在下列各種情況中,各組所受的萬有引力,由大至小排列依次為____________。 【答案】:B>D>C>A 【解析】: 7.
一物體在地球表面上,其重量為54 Kgw,若地球半徑為R,今將該物體移至離地面R/2處的高空,則該物體之重量變為___Kgw;若將其移至另一處而重量變為6 Kgw,則該物體距地面高度為___R。 【答案】: 【解析】: 8.
請回答下列問題: (1)
任何兩個物體之間,彼此皆互相吸引,這種引力稱為____________; (2)
承上題,此引力與兩物體質量 m1
及 m2 的乘積成_______比,而與兩者間距離________成______比。 (3)
若將 m1 與 m2
之間的距離加倍,則此引力變為____________倍。 (4)
若 m1 質量變為 (5)
若 m1 質量變為 【答案】: 【解析】: 9.
如圖,手拉著細繩的一端,另一端綁著物體,在垂直面上繞著圓心作順時針圓周運動: (1)
物體在 甲 點的向心力方向為__________; 乙點的速度方向為_________;丙點的速度方向為__________。 (2)
運動時,感覺石子有拉手向_______的力,此時必須施予石子向________的力 (即____________力),以維持運動。 (3)
細繩在甲點斷裂,手上的施力消失,物體將朝________方向飛出。 (4)
物體在甲點所受的向心力是物體的__________和細繩對物體的____________,兩者的合力作為向心力。 (5)
若物體作等速率圓周運動時,物體在甲和丙所需的細繩拉力,以_____點較大。 【答案】: 【解析】: 10.
下列各種圓周運動是利用何種作用力作為向心力? (1)
唱盤上放著的硬幣隨著唱盤旋轉:利用唱片和硬幣間的____________作向心力。 (2)
地球繞太陽旋轉:利用太陽與地球間的____________作為向心力。 (3)
雨滴在傘面上隨著傘面旋轉:利用雨滴和傘面的____________作為向心力。 (4)
機車在水平路面上轉彎:利用機車與路面的____________作為向心力。 (5)
汽車在傾斜路面上轉彎:利用汽車的________和路面的_________作為向心力。 (6)
人造衛星繞地球旋轉:利用人造衛星和地球間的____________作為萬有引力。 【答案】: 【解析】: 11.
自行車選手在競賽場上快速地以等速率圓周運動繞場表演,如圖,請回答下列問題: (1)
該選手以等速率前進時,受力方向為_________;運動方向為________;加速度的方向為_________。 (2)
若該選手在P點處,沿著運動方向,向前拋出一束鮮花,則花飛行的方向將朝________。 【答案】: 【解析】: 12.
下列何者須提供運動所需的向心力?________________________ 【答案】: 【解析】: |