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109年
物理
第 4 題
手握住瓶子並使其於鉛直方向懸空靜止，若握力加倍，有關手對瓶子的摩擦力，下列何者正確？
- A 握力愈大，摩擦力愈大
- B 手越乾越粗糙，摩擦力愈大
- C 摩擦力方向會改變
- D 握力加倍與摩擦力大小無關
思路引導 VIP
試著想像這個靜止在空中的瓶子，除了手給予的摩擦力之外，還有哪一個向下的力在作用？如果瓶子始終維持靜止、完全沒有移動，根據力的平衡，這兩個在鉛直方向上的力必須維持什麼樣的關係？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準避開題目設置的陷阱並選出 (D)，這顯示你對靜力平衡的觀念掌握得非常紮實，沒有被直覺上的「用力握」給誤導。
鉛直方向的受力平衡
當瓶子在手中保持「靜止」時，根據牛頓第一運動定律，瓶子所受的合力必須為零。在鉛直方向上，瓶子受到向下的重力 $mg$ 以及手給予瓶子向上的靜摩擦力 $f_s$。為了維持平衡，這兩個力的大小必須相等，即：
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靜力平衡與摩擦力
💡 物體靜止時，靜摩擦力大小等於抵銷的外力合力。
| 比較維度 | 靜摩擦力 | VS | 最大靜摩擦力 |
|---|---|---|---|
| 決定因素 | 與外力大小相等（維持平衡） | — | 受正向力（握力）影響 |
| 物理意義 | 物體靜止時的實際受力 | — | 物體即將滑動的臨界上限 |
| 握力增加時 | 數值不變（除非重量變了） | — | 數值變大（物體更難滑動） |
💬靜止平衡時，實際摩擦力只看重力；握力只負責調整滑動門檻。
