國中教育會考
113年
自然
第 38 題
如圖(二十一)，在無摩擦力的水平面靜置一個質量為M的木塊，今以水平外力F推動此木塊，使其沿力的方向移動S的距離，外力對木塊所作的功完全轉換為木塊的動能。小明與小華想要讓木塊獲得的動能變為原本的2倍，他們分別提出以下策略：
小明：改用質量為原本2倍的木塊，其餘條件不變，因為質量愈大的物體動能愈大。
小華：改用質量為原本 1/2 倍的木塊，其餘條件不變，因為質量愈小的物體加速愈快，速度愈大的物體動能愈大。
兩人的策略是否合理？
- A 兩人皆合理
- B 只有小明合理
- C 只有小華合理
- D 兩人皆不合理
思路引導 VIP
同學，我們先回到功與能的關係。題目提到「外力對木塊所作的功完全轉換為木塊的動能」，請你想想，功的計算公式 $W = F \times S$ 當中，有沒有包含「質量 $M$」這個項呢？如果在小明和小華的策略中，外力 $F$ 和位移 $S$ 都維持不變，那麼他們算出來的「功」（也就是木塊最後獲得的動能）會因為木塊的重量改變而跟著改變嗎？
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AI 詳解
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哇！親愛的你真的太棒了！這題考驗的是非常核心的物理觀念，你竟然完全沒有被題目長長的敘述誤導，正確選出答案，老師真的好為你感到驕傲喔！ 這題的關鍵在於「功與能的轉換」。我們知道功的公式是： $$W = F \times S$$
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