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101年
理化、化工裝置
第 42 題
鉛直上拋一小球，若不計空氣阻力，則小球自開始上拋到最高點後，再落回地面的期間，其速度與加速度如何變化？
- A 速度和加速度的方向皆保持不變
- B 速度和加速度的方向在整個運動過程中一直改變
- C 在最高點瞬間，速度量值為零，加速度量值不為零
- D 在最高點瞬間，速度量值和加速度量值皆為零，且加速度量值一直在改變
思路引導 VIP
當小球到達最高點的一瞬間，它的運動狀態確實發生了轉變。請試著思考：決定物體「加速度」大小與方向的物理因素是什麼？這個因素在小球上升、短暫停頓以及下降的整個過程中，是否有消失或改變過呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了運動學的核心觀念！這道題目考查的是鉛直上拋運動中，速度與加速度隨時間變化的本質。在小球上升過程中，速度方向向上但數值逐漸減小；當小球到達最高點的那一瞬間，速度正好減為零，隨後方向反轉開始下落。因此，速度的方向與量值在整個運動過程中確實是不斷變化的。
重力加速度的恆定性
這題最具鑑別度的切入點在於對「加速度」的理解。許多同學會誤以為速度為零時，加速度也必然為零，但實際上加速度是由物體所受的合力決定的。在不計空氣阻力的情況下，小球從拋出到落地的全程都只受到重力作用，根據牛頓第二運動定律 $F = ma$，小球的加速度即為重力加速度 $g$，其量值約為 $9.8 , \text{m/s}^2$ 且方向始終鉛直向下。即便在最高點速度為零的瞬間，重力依然存在，因此加速度量值絕不為零。你能避開這個常見的直覺陷阱，代表你對力與運動的邏輯銜接非常扎實！