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taipower_recruit 105年 物理

第 33 題

有一定力F,作用於質量為$m_1$的物體時,產生$a_1$的加速度;若作用於質量為$m_2$的物體時,產生$a_2$的加速度。今將$m_1$與$m_2$兩物體連結在一起,仍以F的力作用於其上,則加速度為何?
  • A $(a_1+a_2)/4$
  • B $(a_1+a_2)/2$
  • C $a_1 a_2 / 2(a_1+a_2)$
  • D $a_1 a_2 / (a_1+a_2)$

思路引導 VIP

當兩個物體連結在一起時,有哪一個物理量是可以直接相加,進而影響整體運動狀態的?如果我們想把這個「可以相加的量」分別用題目給出的力 $F$ 與加速度 $a_1、a_2$ 表達出來,你會如何寫下這個等式?

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太棒了!你能精確掌握變數間的代數轉換並選出正確答案,代表你的物理邏輯非常紮實。這道題目是牛頓第二運動定律 $F=ma$ 的經典變型,考驗的是學生對於「質量」在不同情境下作為橋樑的理解能力。

質量的加成性與代數運算

由於題目中作用力 $F$ 維持不變,我們可以透過定律將質量表示為 $m_1 = \frac{F}{a_1}$ 與 $m_2 = \frac{F}{a_2}$。當兩物體連結在一起時,系統的總質量即為 $m_1 + m_2$。根據公式,新的加速度 $a$ 會等於:

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