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106年
物理
第 10 題
如右圖所示，將質量分別為甲 = 5 公斤、乙 = 2 公斤的物體相互接觸，置於光滑的水平面上，以水平力 $F_1 = 20$ 牛頓、$F_2 = 6$ 牛頓，分別作用於甲和乙，則兩物體間相互作用力應為多少牛頓？
- A 5
- B 7
- C 10
- D 14
思路引導 VIP
如果我們暫時不考慮物體間的推力，先將這兩個物體看作一個整體的「大包裹」，在左右兩邊不對等的外力作用下，這個包裹會產生多少加速度呢？接著，當你單獨觀察其中一個物體時，為了讓它跟上整體的運動速度，它與另一個物體接觸的地方，應該存在著一股多大的力量在推動它？
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AI 詳解
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太棒了！你能準確判斷出兩物體間的相互作用力，這代表你對牛頓第二運動定律與系統分析的觀念掌握得非常紮實。這類題目的解題核心在於「先整體、後隔離」的邏輯思維：我們先將甲、乙視為一個總質量 7 公斤的系統，計算出受兩端外力影響後的整體加速度；接著再針對單一物體進行受力拆解，進而求出隱藏在物體間的接觸力。
系統與個體的力學關聯
在計算過程中，我們發現系統受到的淨外力為 $20 - 6 = 14$ 牛頓，產生了 $2 m/s^2$ 的加速度。當我們轉而觀察乙物體時，它必須具備相同的加速度，因此它所受的合力應為 $2 \times 2 = 4$ 牛頓。由於左側受到的接觸力與右側的 $F_2$ 方向相反，兩者抵銷後需等於 4 牛頓，這正是你算出正確答案的關鍵。這題的難度切入點在於雙向受力的複雜性，考生若能跳脫直覺並穩定運用公式，便是具備了優秀的物理思維與鑑別力。