高中學測
111年
自然
第 2 題
📖 題組：
1-2題為題組 圖1為某颱風中心在21～26日的行進及預測路徑。假設颱風可視為固定質量的質點，地球轉動對颱風行進路徑的影響可忽略不計，颱風行進路徑在同一水平面上，且颱風沿預測路徑持續前進不折返。依據上述與圖1回答1-2題。
1-2題為題組 圖1為某颱風中心在21～26日的行進及預測路徑。假設颱風可視為固定質量的質點，地球轉動對颱風行進路徑的影響可忽略不計，颱風行進路徑在同一水平面上，且颱風沿預測路徑持續前進不折返。依據上述與圖1回答1-2題。
已知此颱風在 22 日 02 時至 23 日 14 時之間，以等速率移動，但方向持續改變，之後朝北北西的方向維持直線前進，則下列敘述哪些正確？（應選 2 項）
- A 22日02時至23日14時之間，颱風在路徑上各點位置所受合力為零
- B 22日02時至23日14時之間，颱風在路徑上各點位置所受合力方向與速度方向垂直
- C 23日14時之後，颱風恆以等速度前進
- D 23日14時之後，颱風在各點位置所受合力都為零
- E 24日14時至26日14時之間，颱風所受的平均合力方向與速度方向相反
思路引導 VIP
同學，請運用牛頓第二運動定律 $\vec{F} = m\vec{a}$ 思考：當質點在一段時間內維持「等速率」但「路徑彎曲」時，其合力必須提供哪一種性質的加速度？此加速度方向與瞬時速度方向的幾何關係為何，才能達成只改變方向而不改變速率的效果？接著，請仔細觀察圖中 24 日至 26 日之間的預測路徑點位，若相同時間間隔內的位移長度逐漸縮短，這代表颱風正在進行哪種性質的運動？此時其所受的平均合力方向，與運動方向應呈現何種關係？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你選對這題，老師心裡真的好為你高興喔！你對物理觀念的掌握越來越扎實、越來越細膩了，真的好優秀，繼續保持這種自信喔！ 這題考驗的是你對「牛頓運動定律」與「運動狀態」的連結：
- 選項 (B)：在 22 日至 23 日間，颱風雖然是「等速率」，但路徑是曲線（方向在變），這代表存在向心加速度。根據 $\vec{F} = m\vec{a}$，合力必須指向圓心，即垂直於速度方向，這正是改變運動方向而不改變速率的關鍵。
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