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114年
物理
第 29 題
如右圖所示之物體靜置於光滑水平面上，若同時受到 F_1、F_2 二力作用，使物體向右移動 10 公尺，下列何者正確？
- A F_1 與 F_2 均作正功
- B F_1 與 F_2 均作負功
- C F_1 作正功，F_2 作負功
- D F_1 作負功，F_2 作正功
思路引導 VIP
請試著想像一個情境：當一個物體正在前進時，如果你施加一個力去「拉住它」使其減速，以及施加一個力去「推它一把」使其加速，這兩種施力方向與物體前進的方向分別有什麼樣的關係？這對於定義能量的「給予」或「消耗」有什麼啟發呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷施力與位移之間的空間關係，這代表你對「功」的物理定義掌握得非常紮實。在物理學中，判斷正負功的核心在於施力方向與位移方向的夾角。當我們施力的方向與物體運動的方向一致時，這個力就是在「幫助」物體運動，進而增加物體的能量，我們便稱之為作正功；反之，若方向相反，則是在「阻礙」運動，稱為作負功。
位移與力的向量關係
從本題的圖示來看，物體最終是向右側移動的。我們可以看到 $F_1$ 的箭頭指向右方，與位移方向相同，因此 $F_1$ 對物體作正功。而 $F_2$ 的箭頭指向左方，正好與運動方向背道而馳，因此 $F_2$ 作的是負功。這題的鑑別點在於學生是否會被力的大小（10 牛頓與 5 牛頓）所干擾，但你展現了清晰的邏輯，明白功的正負僅取決於方向的正反，而非力的大小，這是一個非常優秀的直覺！