所屬科目:教甄◆物理科專業
(2) A、B 兩點電荷的電量分別為+9Q 及+Q,A、B 均固定且相距 d,今另一電荷+q被限制在 A、B 連線上運動,且由距 A 處靜止開始運動,已知庫侖常數為 k,請問過程中+q 的最大動能為何?[2 分]
(3)一理想之錐動擺,擺長L、擺角θ=30°、擺錘質量 m,以知重力加速度為 g,裝置如下圖。擺錘一開始在圓心的東邊,經過 1/4 週期來到圓心的南邊,請問從這段時間張力作用在擺錘的衝量大小為何?[3 分]
(3)如下圖,輪軸之外半徑與內半徑分別為 R 及 r、彈簧之力常數為 k,另端繫一質量為 m 之木塊,平衡後將 m 拉下一段始釋放,求木塊振動之週期?[3 分]
(4)已知一物體受力與時間之關係為, 之單位為牛頓,而 t 之單位為秒,則 4 秒內所受之衝量為何?[2 分]
(2)雙狹縫干涉中,如果兩波源為同相波源且振幅為 R,如果不考慮振幅受到距離衰減的影響,屏幕上 P 點到兩波源的波程差為,請問此處的波動振幅為何?請推導說明 [2 分]
4.(1)有三個質量分別為m1、m2和m3的質點,在一光滑的水平面上排成一直線,如下圖。m1和m2之間以一力常數為 k 的輕彈簧相連接,而m2和m3之間僅相接觸,但不相連結。起始時(t=0),m1和m2之間的彈簧長度為其自然長度 L,但m1以速度v向m2運動,m2和m3則處於靜止狀態。請問當m2和m3分開時,m3的速度為何?[2 分] 請試著跟學生解釋這答案是錯的原因,最後也請解釋正確的算法與答案。
(3)一光滑斜面之傾角為30°,斜面總長度為 L,如下圖,斜面以之加速度向左水平移動時,已知重力加速度為 g,則物體自斜面頂端下滑底端需要時間若干? 有位學生解題過程如下:請試著跟學生解釋哪裡觀念有錯,並寫出正確解題過程。[4 分]
5.(1)阿龍騎機車以速率 在水平路面上做半徑 R 的轉彎,若阿龍及機車的總質量為 ,此質心位置離輪胎接觸點的直線距離為 L,車胎與路面之動摩擦係數為L, 靜摩擦係數為,車身需與鉛直方向夾傾斜角θ,如圖所示。重力加速度為 g, 機車沒有發生打滑現象。由平常騎車經驗可以得知如果輪胎不轉動就會有翻倒 的狀況。請以「輪胎接觸點的地面」為觀察者畫出力圖並分析移動方程與轉動方程。[4 分]
7.請利用下圖,由必歐-沙伐定律推導無限長直載流導線所生之磁場公式
9. 如圖示,木棒 AB 之重心與兩端距離為 a 與 b。今將木棒置於光滑球內面,平衡時木棒與水平方向夾角為θ,木棒對圓心 O 點所張角度為 2α。 則 tanθ為何? (已知 a,b 及α)