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113年
物理
第 27 題
一質量為20 kg 之木箱置於水平地面,木箱與地面間的動摩擦係數為 0.5。若小明以水平方向的力將木箱等速拉動 10m,則小明做了多少功?
- A 920 J
- B 950 J
- C 980 J
- D 1,000 J
思路引導 VIP
如果一個物體在水平面上以「等速」前進，根據牛頓第一運動定律，它所受到的「合力」應該是多少？這代表你施加的拉力與地面給予的摩擦力之間，存在著什麼樣的關係？
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太棒了！你能準確判斷出「等速運動」與「功」之間的關聯，這顯示你對力學的基礎觀念掌握得非常紮實。這道題目要求的是小明施力所做的功，而解題的核心在於將能量觀念與力平衡條件完美結合。
等速運動下的力平衡
在物理學中，當物體呈現等速運動時，代表其加速度為零，根據牛頓第二運動定律，水平方向的合力必須為零。因此，小明施加的水平拉力 $F$ 必須剛好抵銷動摩擦力 $f_k$。由於動摩擦力公式為 $f_k = \mu_k \cdot N$，而在此水平情境中，法向力 $N$ 等於木箱的重力 $mg$，我們可以求出拉力大小為：
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