21. 如果物體相對於慣性座標系的觀察者而言，是處於靜止的狀態，那麼
(A)作用於該物體上的合力為零。
(B)沒有任何力量作用於該物體上。
(C)任何作用於該物體上的作用力，都是成對出現的，並且為大小相等、方向相反。
(D)任何作用於該物體上的作用力，都是成對出現的，並且彼此互相垂直。

讓我們分析這個問題，從物理的角度判斷當物體相對於慣性座標系處於靜止狀態時，哪個選項正確。

背景知識：
• 慣性座標系：
◦ 慣性座標系是指不加速的參考系（即靜止或等速直線運動的參考系），在這種座標系中牛頓定律直接適用。
• 物體處於靜止狀態：
◦ 相對於慣性座標系，物體靜止意味著速度 ( v = 0 )，加速度 ( a = 0 )。
• 牛頓第一定律（慣性定律）：
◦ 若物體的加速度為 0（靜止或等速直線運動），則作用於物體上的合力為 0： [ \sum \vec{F} = m \vec{a} = 0 \quad (\text{因} \ a = 0) ]
◦ 合力為 0 不意味著沒有力，而是所有力的矢量和為 0（力平衡）。
• 牛頓第三定律（作用力與反作用力）：
◦ 任何作用力都是成對出現的，大小相等、方向相反，但作用於不同物體（例如你推牆，牆反推你）。

逐一檢視選項：
(A) 作用於該物體上的合力為零
• 分析：
◦ 物體相對於慣性座標系靜止，加速度 ( a = 0 )。
◦ 根據牛頓第二定律 ( \sum \vec{F} = m \vec{a} )，若 ( a = 0 )，則合力 ( \sum \vec{F} = 0 )。
◦ 這是靜力學的基本條件：物體靜止時，作用於其上的所有力的矢量和為 0。
◦ 例如：一個物體放在桌面上，受到重力 ( mg )（向下）和桌面的支持力 ( N )（向上），若靜止，則 ( N = mg )，合力為 0。
• 結論：正確。
(B) 沒有任何力量作用於該物體上
• 分析：
◦ 合力為 0 不意味著沒有力作用。
◦ 物體可能受到多個力的作用，但這些力相互抵消（合力為 0）。
◦ 例如：桌面上靜止的物體受到重力和支持力，兩力大小相等、方向相反，合力為 0，但並非「沒有力」。
◦ 只有在完全無力的情況下（例如真空中的物體不受任何力），才符合「沒有任何力」，但這不是題目描述的必要條件。
• 結論：錯誤。
(C) 任何作用於該物體上的作用力，都是成對出現的，並且為大小相等、方向相反
• 分析：
◦ 這描述的是牛頓第三定律：作用力和反作用力成對出現，大小相等、方向相反。
◦ 但牛頓第三定律的作用力和反作用力作用於不同物體：
▪ 例如：物體受重力 ( mg )（地球施加，方向向下），反作用力是物體對地球的引力（作用於地球，方向向上）。
▪ 物體受桌面支持力 ( N )（向上），反作用力是物體對桌面的力（向下）。
◦ 選項說「作用於該物體上的作用力」成對出現，這容易誤解：
▪ 作用於物體上的力（如重力、支持力）不一定是成對的，它們是獨立的作用力，合力為 0 是因為它們平衡，而不是因為它們是作用力-反作用力對。
▪ 牛頓第三定律的「成對」是指作用力和反作用力，但反作用力不作用於同一物體。
◦ 因此，選項 (C) 的描述不符合題目情境（靜止物體上的力平衡）。
• 結論：錯誤。
(D) 任何作用於該物體上的作用力，都是成對出現的，並且彼此互相垂直
• 分析：
◦ 與 (C) 類似，「成對出現」可能指牛頓第三定律，但反作用力不作用於同一物體。
◦ 即使考慮作用於物體上的力（例如重力和支持力），它們也不一定互相垂直：
▪ 例如：物體靜止在水平桌面上，重力和支持力方向相反（平行），而不是垂直。
▪ 若物體在斜面上，合力為 0 時，支持力和重力的分力平衡，但也不一定是垂直的。
◦ 沒有物理定律要求靜止物體上的力必須互相垂直。
• 結論：錯誤。

結論：
• 物體相對於慣性座標系靜止時，根據牛頓第一定律，作用於物體上的合力必須為 0。
• 選項 (A) 符合這一原理，是正確的。
• 其他選項均不符合物理規律：
◦ (B) 誤解了合力為 0 的條件（不等於無力）。
◦ (C) 誤用了牛頓第三定律（作用力-反作用力不作用於同一物體）。
◦ (D) 增加了「互相垂直」的條件，無物理依據。
正確答案：(A) 作用於該物體上的合力為零