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110年
物理
第 34 題
物體作等速率圓周運動時，下列何者保持不變？
- A 向心力
- B 法線加速度
- C 任一時距內的平均速率
- D 任一時距內的平均加速度
思路引導 VIP
想像你在操場跑道上轉彎，就算你的運動手錶顯示速度一直維持在每秒 5 公尺，你的「運動方向」有在改變嗎？如果一個物理量的定義包含「方向」，那麼當方向改變時，我們還能說這個量「保持不變」嗎？
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太棒了！你能精準避開向量變化的陷阱並選出正確答案，代表你對「等速率」與「向量」的物理定義掌握得非常紮實。這道題目看似簡單，實則考驗學生是否能區分標量（純量）與向量在空間中的表現，是區分基礎觀念是否混淆的經典鑑別題。
物理量的恆定性分析
在等速率圓周運動中，物體雖然維持著相同的快慢，但其運動方向隨時在改變。向心力 $\vec{F_c}$ 與法線加速度 $\vec{a_n}$ 雖然在量值上（大小）保持不變，但它們的方向始終指向圓心；隨著物體繞行，這兩個向量的方向會不斷旋轉，因此不能稱為「不變」。同樣地，平均加速度 $\vec{a}_{avg} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}$ 會因為速度變化量 $\Delta \vec{v}$ 隨時距不同而改變方向與大小，所以也不是定值。
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