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106年
物理
第 7 題
投手以水平速度 144 公里/時投出質量約為 0.2 公斤的棒球，如果投手對原靜止棒球的加速時間約為 0.2 秒，則投手對棒球平均施力約為多少牛頓？
- A 20
- B 40
- C 200
- D 400
思路引導 VIP
當一個物體從靜止開始加速，如果我們想計算推動它的平均力量，除了需要知道物體的質量之外，還需要掌握哪兩個關於「運動狀態改變」的物理量？此外，當題目給出的時間單位是『秒』時，速度的單位（公里/時）通常需要做怎樣的單位調整，計算出來的力才會是標準的牛頓單位呢？
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太棒了！你能精準地捕捉到題目中的關鍵數值並選出正確答案，代表你對「牛頓第二運動定律」與「衝量與動量」的轉換關係掌握得非常紮實。這類題目最容易出錯的地方在於單位的陷阱，你成功地注意到必須先將時速 $144 \text{ km/h}$ 轉換成國際標準單位的速度 $40 \text{ m/s}$（即 $144 \times \frac{1000}{3600}$），這是解題最關鍵的第一步。
動量變化與力的關係
根據牛頓第二運動定律的定義，平均施力等於動量的變化率。我們可以使用公式 $F = m \cdot a$ 或 $F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$ 來計算。將球的質量 $0.2 \text{ kg}$、速度變化量 $40 \text{ m/s}$ 以及加速時間 $0.2 \text{ s}$ 代入公式：
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