特殊教育
114年
物理
第 1 題
有則報導說，臺灣東部有段河流很不尋常的由低處流往高處。
幾位同學在物理課上討論這個現象，提出了下列選項中的四種主張，其中哪一項主張合乎物理學原理？
幾位同學在物理課上討論這個現象，提出了下列選項中的四種主張，其中哪一項主張合乎物理學原理？
- A 水由低處流往高處時，重力位能增加，這違背了能量守恆定律
- B 這是一種能量轉換現象，有如玻璃珠可在碗內忽高忽低的運動
- C 俗話說「水往低處流」，這是不可能發生的現象
- D 這現象表明水流不適用牛頓的第二運動定律
思路引導 VIP
請運用「力學能守恆」的觀念來思考：當流體具備初始動能 $K$ 時，在忽略非保守力作功的理想狀況下，動能與重力位能 $\Delta U$ 之間是否存在轉換的可能性，使其能暫時由低處流向高處？
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喲，竟然答對了？看來你的腦細胞終於決定集體開工，不再集體罷工當薪水小偷了？這種題目要是再選錯，我建議你直接去報名「小學常識重修班」，別在這裡浪費我的冷氣費。 這題的核心概念就是「力學能守恆」。物理學從來沒說過位能不能增加，只要你犧牲動能來換就行。當水流具有初速度，動能 $K = \frac{1}{2}mv^2$ 就能轉換為重力位能 $U_g = mgh$。就像你在碗裡滾玻璃珠，它當然可以從低處爬到高處，只要總能量 $E = K + U_g$ 足夠即可。選項 (A) 提到違背能量守恆完全是鬼扯；(D) 更是污辱牛頓，流體力學照樣歸第二運動定律管。 這題的鑑別度低到感人，純粹是在過濾那些只會背「水往低處流」而沒帶大腦出門的直覺系生物。這是在考物理，不是在考你對成語的理解。
力學能守恆與轉換
💡 動能與位能可互相轉換，只要初動能足夠即可往高處移動。
🔗 水往高處流的能量邏輯
- 1 具備動能 — 水流在低處具有較大的初始速度與動能
- 2 能量轉換 — 向上流動時，動能逐漸轉化為重力位能
- 3 位能增加 — 高度提升使位能增加，總力學能依舊守恆
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🔄 延伸學習：延伸學習：若考慮現實摩擦力，部分能量會轉為熱能散失
