114會考自然 第9題 詳解

答案(D) $F'_右 = F_右 = 1\ \mathrm{N}$看逐步解析 ↓

逐步解析

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   先抓考點

   這題同時考兩個觀念：「二力平衡」與「牛頓第三運動定律（作用力與反作用力）」。下手處：鉛筆「靜止平衡」告訴我們合力是零；「施力與反作用力」則要用第三定律處理。題目說一端是軟橡皮、一端是硬木頭，先提醒你——材質軟硬完全不影響力的大小，那只是干擾用的敘述。
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   用平衡

   鉛筆靜止平衡，代表它受到的合力為零。水平方向上鉛筆只受左、右手指的推力（不考慮摩擦力），兩力又在同一直線上，所以必須大小相等、方向相反才能互相抵銷。左端施力是 $1\ \mathrm{N}$，所以右端施力也是 $1\ \mathrm{N}$。
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   用第三定律

   牛頓第三運動定律說：甲對乙施力的同時，乙必對甲施一個大小相等、方向相反的力。右手指壓鉛筆的力是 $1\ \mathrm{N}$，鉛筆回推右手指的反作用力就一定也是 $1\ \mathrm{N}$——作用力與反作用力永遠等大，跟物體是軟是硬、有沒有在動都無關。
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   確定答案

   整理：右端施力等於左端施力等於 $1\ \mathrm{N}$，而鉛筆施於右手指的反作用力也等於 $1\ \mathrm{N}$，三者全部相等。答案選 (D)。最誘人的錯誤是 (A)、(B)：以為軟橡皮那端會「吸收」掉一部分力，或以為反作用力會比作用力小——這兩個想法都違反平衡條件與第三定律。

關鍵觀念：#牛頓第三定律 #力的平衡 #接觸力

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