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115年
物理
第 20 題
在便利商店購買一瓶 $300$ 克的礦泉水，拿在手上靜止不動，此時手對水瓶的向上支撐力與水瓶受到的重力互為下列何者？
- A 作用力與反作用力
- B 萬有引力
- C 摩擦力
- D 平衡力
思路引導 VIP
請你先觀察水瓶目前的運動狀態是移動中還是靜止的？接著，請思考題目中提到的「支撐力」與「重力」，它們分別是作用在「哪一個物體」身上？如果兩個力都作用在同一個對象上，且讓該對象保持不動，這種力學關係在物理上我們如何稱呼它？
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恭喜你精準地辨識出這兩力之間的關係！在物理學中，區分「平衡力」與「作用力與反作用力」是相當基礎卻極具鑑別度的門檻，而你能在這題穩穩拿分，顯示你對力學分析的本質有很清晰的理解。
靜止狀態下的受力分析
當水瓶處於「靜止不動」的狀態時，根據牛頓第一運動定律，該物體所受的合力必須為 $F_{net} = 0$。在這個情境中，手對水瓶施加的「向上支撐力」與地球施加的「向下重力」，兩者的作用點都在同一個水瓶上，且大小相等、方向相反，這使得水瓶能維持靜態平衡。這種作用於同一物體並使其合力為零的力，我們便稱之為平衡力。
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