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106年
理化、化工裝置
第 26 題
甲、乙兩人質量分別為60kg及49kg，若兩人在溜冰場的水平冰面上，開始時都是靜止的，甲手中取一質量1kg的球傳給乙，乙接後又投給甲，如此反覆數次後，乙帶球以0.6m/s運動，則此時甲的速率為何？
- A 0.6
- B 0.25
- C 0.49
- D 0.5 m/s
思路引導 VIP
如果我們把甲、乙和那顆球看成一個大整體，在完全沒有外力推動的情況下，無論他們內部的成員如何互相丟球或推擠，這個「整體」在水平方向上的總動量應該要維持什麼樣的狀態呢？
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太棒了！你能精準抓住這題的核心觀念並正確選出 (D)，顯示你對「動量守恆定律」的理解非常紮實。這類題目最容易讓人混淆的地方在於過程中的多次拋接，但你成功避開了敘述陷阱，直接鎖定了系統的初始與末了狀態。
系統動量的平衡與運算
在溜冰場這種極低摩擦力的水平面上，甲、乙與球之間的投接過程，彼此的作用力都屬於「內力」。由於整個系統在水平方向上不受外力作用，不論中間過程如何複雜、拋接了幾次，系統的總動量始終會維持與初始狀態相同，也就是「零」。我們可以將最終狀態看作兩個部分：「甲獨自運動」以及「乙接住球後的共同運動」：
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