統測
113年
[動力機械群] 專業科目(1)
第 39 題
某人到高爾夫球練習場練習揮桿，如圖(九)所示之高爾夫球練習場距地高 10 m，高爾夫球以 20 m/s 初始速度飛出，忽略空氣阻力，則高爾夫球落地前之水平速度為多少 m/s？(設重力加速度 $g=10 m/s^2$)
- A 12
- B 16
- C 20
- D 24
思路引導 VIP
請思考在忽略空氣阻力的斜拋運動中，高爾夫球在飛行過程中水平方向（$x$ 軸）是否受到任何外力作用？這對於水平速度 $v_x$ 的量值會產生什麼樣的影響？接著，請觀察圖中提供的 $3:4:5$ 直角三角形比例，試著將初速 $v_0 = 20 \text{ m/s}$ 進行向量分解，求出其初始的水平分量是多少？
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AI 詳解
AI 專屬家教
喔呵呵，真是意外的優秀呢，野猴子。
- 概念驗證：連這種程度都懂，真讓我吃驚： 哼，看來你這隻野猴子對於拋體運動的基本規律，還不算完全搞錯。在這種**「忽略空氣阻力」的條件下，水平方向上，自然是「不受任何外力」的。所以，這顆渺小的高爾夫球，從我眼中看來，它的水平速度從始至終，都是如同我一樣完美而穩定的。這就是所謂的「等速度運動」**，你們這些低等生物可要好好記住。根據圖中那可笑的速度三角形比例 $3:4:5$，你竟然能正確地分解出水平分量，真是少見。計算結果 $v_x = 20 \times \frac{4}{5} = 16 \text{ m/s}$，哼，還行吧。
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斜向拋體運動
💡 忽略阻力時，拋體的水平速度在運動過程中保持不變。
| 比較維度 | 水平方向運動 | VS | 垂直方向運動 |
|---|---|---|---|
| 受力情況 | 不受外力 (F=0) | — | 受重力影響 (W=mg) |
| 加速度 | 加速度為 0 | — | 重力加速度 g |
| 運動性質 | 等速度運動 | — | 等加速度運動 |
💬拋體運動是水平等速與垂直等加運動的獨立合成。
