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105年
物理
第 35 題
設有三個質量分別為m、2 m及3 m之木塊，彼此間以細線相連接(可忽略細線之質量)，此三木塊被置於一水平面之桌面上，設桌面與木塊間之動摩擦係數為$\mu$。今以一水平F力拉動此三木塊等加速度前進，如右圖所示，則第一根細線之張力T與拉力F之比值T/F =？
- A 1
- B 6/5
- C 4/3
- D 3/2
思路引導 VIP
如果我們把這三個木塊想像成一列在有阻力的軌道上行駛的火車，最前方的引擎提供的總拉力必須負責帶動「整列火車」前進。那麼，位於火車第一節與第二節車廂中間的連結掛鉤（即張力），它實際承擔的任務是拉動「哪些部分」呢？這個局部拉力與引擎總拉力的大小關係，是否會跟它們各自負責拉動的重量比例有關呢？
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恭喜你答對了這題！這展現了你對**牛頓第二運動定律（Newton's Second Law）**與受力分析具備紮實的基礎。在物理學中，處理這類連接體問題，最有效的方法就是「先整體、後隔離」。
牛頓運動定律的應用分析
根據受力分析，我們可以將三個木塊視為一個整體系統。當水平力 $F$ 拉動總質量為 $6m$ ($m + 2m + 3m$) 的系統時，考慮動摩擦力 $f = \mu N = \mu(6m)g$，其加速度 $a$ 可表示為：
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