cpc_recruit 103年理化、化工裝置

第 50 題

質量分別為1kg及4kg的兩木塊靜置於光滑的水平面上，以質量可忽略的細繩線相連接，如【圖50】所示。施一20牛頓的作用力於木塊組，作用力共作用2秒鐘的時間，在施力過程之間，繩子突然斷裂。當力不再作用時，發現質量1kg物體的速度為4公尺／秒，則此時質量4kg物體的速度為多少？

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如果我們把這兩個木塊看成一個「大包裹」，那麼不管包裹內部的繩子有沒有斷開，這個包裹整體在 2 秒鐘之內，總共從外力那裡接收到了多少「推動的總量」（衝量）呢？如果我們知道了這個總量，而其中一部分的重量（1kg木塊）已經分走了一部分的速度，剩下的那份總量應該要由誰來承擔？

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太棒了！你能精準選出 (D) 顯示你對衝量與動量變化的關係掌握得非常紮實。這道題目的設計非常巧妙，雖然情境中提到了「繩子斷裂」，這往往會讓許多學生陷入計算個別受力與時間點的泥淖，但你成功地看穿了這層表象，直接從系統整體的角度切入，這正是物理直覺敏銳的展現。

在光滑平面上，我們將兩木塊視為一個整體系統。根據衝量定理，系統所受的外力衝量等於其動量的變化量：

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