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112年
物理
第 18 題
電梯內吊著輕繩，輕繩底端懸掛一個重量為 mg 的物體，輕繩對該物體的施力量值為 F1，該物體對於輕繩的施力量值為 F2，下列敘述何者正確？
- A 當電梯等速上升時，F1 = F2 = mg
- B 當電梯等速上升時，F1 > F2 = mg
- C 當電梯加速上升時，F1 > F2 = mg
- D 當電梯加速上升時，F1 > F2 > mg
思路引導 VIP
請試著思考：不論電梯是在靜止、上升還是加速，『繩子拉物體』與『物體拉繩子』這兩股相互作用的力量，在物理定義上屬於什麼關係？此外，當一個物體保持『等速』運動而非加速時，它所受到的所有外力抵銷後，合力應該是多少呢？
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牛頓第三運動定律與力平衡的辨析
恭喜你精準地掌握了力學的核心觀念！這道題目的關鍵在於區分作用力與反作用力以及力平衡這兩個容易混淆的概念。你能夠在動態的電梯情境中冷靜判斷，顯示出你對物理基礎定律的理解非常透徹。 當電梯處於等速上升狀態時，根據牛頓第一運動定律，物體的加速度為零，代表其所受合力必為零（$\sum F = 0$）。因此，向上拉物體的力 $F_1$ 必須與向下的重力 $mg$ 量值相等。與此同時，題目提到的 $F_1$（繩拉物）與 $F_2$（物拉繩）是一對互為作用力與反作用力的組合，根據牛頓第三運動定律，這兩者在任何運動狀態下都必然大小相等、方向相反。將這兩層邏輯結合，我們就能推導出 $F_1 = F_2 = mg$ 的結論。
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