高考申論題
107年
[農業機械] 應用力學
第 二 題
📖 題組：
如圖二所示，質量與半徑分別為 M(kg)與 R(m)的均質圓柱 A 在水平面上以等角速度ω1(rad/s)作無滑動的純粹滾動，假設當圓柱 A 碰撞到前方高度為 R/5 的障礙物 B 時，仍繼續作無滑動及無反彈的純粹滾動，試求：
如圖二所示，質量與半徑分別為 M(kg)與 R(m)的均質圓柱 A 在水平面上以等角速度ω1(rad/s)作無滑動的純粹滾動，假設當圓柱 A 碰撞到前方高度為 R/5 的障礙物 B 時，仍繼續作無滑動及無反彈的純粹滾動，試求：
圓柱 A 在碰撞到障礙物 B 時的自由體圖，並指出那一個外力是衝擊力（impulsive force），請解釋何謂衝擊力。（5 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題主要測驗考生對碰撞瞬間力學模型的理解。首先，必須利用幾何關係找出碰撞點的相對位置來繪製或描述自由體圖 (FBD)；其次，運用衝量-動量原理區分極短時間內產生巨大衝量的「衝擊力」與可忽略的「非衝擊力」（如重力）。
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【解題思路】分析碰撞瞬間的作用力，釐清極短時間內造成動量巨變的主因，並根據衝量-動量原理界定衝擊力的物理意義。 【解答】 一、自由體圖 (FBD) 描述
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