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[Phy] 歷年小卒PHYSICS問題重溫(三)

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歷年小卒PHYSICS問題重溫(三)

內文

-----------------------------------------------------------------------  八  -----------------------------------------------------------------------

這次小薯挑了兩條從舊帖中找來的mechanics題目跟大家分享, 這些題目的出法跟現在的會考風格並不相似, 但倒是來得很直接. 主要要求大家對那幾條expressions for uniformly accelerated motion有透徹的了解.
"An object passing a mark with a velocity Y ms-1 eastward is subjected to a constant acceleration of X ms-2 in a westward direction. How long, in seconds, will it take to return to the same mark?" (1974-I)

"A particle released from rest at O falls freely under gravity and passes A and then B. If the particle takes 4s to move from A to B, where AB = 100m, how long does it tak to fall from O to A?" (1981-I)

只要大家平日的練習充足,那便能知道應用那條公式, 代甚麼數字.

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-12857-1-825.html

-----------------------------------------------------------------------  九  -----------------------------------------------------------------------

這次小薯想跟大家談一下Newton's first law of motion - law of inertia.
其實這條law告訴大家, 如果沒有外力, 物體會按照原有的velocity靜止/移動.

生活上也有一些例子:
"if a car is bumped at the back by another car, the trunks of passengers are pushed forwards by the seats but their heads tend to remain at rest."
因為頭原本的velocity為0 (at rest), 當背部被seat推前時, 頭部因沒有受到外力的影響,所以保持靜止, 停留在原有位置.

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-10336-1-827.html

-----------------------------------------------------------------------  十  -----------------------------------------------------------------------

在翻舊帖的同時, 小薯又發現了一個十分有趣的問題:
「一枝重100公斤的火箭由北極朝外太空的方向發射.
 火箭載有一個淨重100公斤的燃燒倉.

 到達太空時,速度為80m/s
 而這時候,燃料耗盡;
 火箭跟燃燒倉脫離,獨個兒繼續旅程.

 學生A說: 火箭在脫離燃燒倉後,應該會保持原有速度.
 (因為根據牛頓第一定律,火箭沒有淨力,所以會保持原有的速度繼續航行)

 學生B說: 火箭在脫離燃燒倉後,速度應該會上升.
 (因為根據動量守恆法則,火箭沒有淨力,火箭的動量必然要守恆; 而火箭的質量少了一倍,自然速度會上升一倍了)

 試判斷學生A或B的說話誰正確,及加以解釋.」

註: 題目的用字經小薯稍作修改.

其實大家應該留意到, 整個"解體"的過程, 並沒有外力施予(一)火箭, (二)燃燒倉, (三)整個系統.
所以(一)火箭, (二)燃燒倉, (三)整個系統的linear momentum 都是conserved的.
大家會看到"解體"後, 火箭跟燃燒倉以相同的速率移動.

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-9055-1-827.html

-----------------------------------------------------------------------  十一  -----------------------------------------------------------------------

小薯在翻舊帖時不時都會發現一些好東西, 這次為大家送上了一條mechanics的問題:
"Mr. J和Mr. K二人參與一拔河比賽
二人中間有一個泥漿池, 失敗者會被拉入池中.

試用物理現象來解釋以下的情形:
Mr. J 在比賽中勝利, 而把Mr. K拉入池中. 為何Mr. J勝?

(i). Mr. J施加在繩上的力比Mr. K施加在繩上的力要大.
(ii). 繩子施加在Mr. K上的力, 比施加在Mr. J上的力要大.
(iii). Mr. J施加在地上的力較Mr. K施加在地上的力要大."

要處理這條問題主要是需要借助free-body diagrams.
在此之前, 先看看兩個十分重要的情況: (1) balanced force, (2) unbalanced force


再看看以下的simplified free-body diagram:

這樣大家便知道只有(iii)是對的
(i), (ii)都violate了Newton's third law.

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-14461-1-824.html

-----------------------------------------------------------------------  十二  -----------------------------------------------------------------------

今次小薯想跟大家探討一條十分熱門的題目(2003-II-8):

小薯想大家仔細看一看題目, RESULTANT force exerted by the safety seat ON the child.
之後, 大家可看看下free-body diagram:

最後大家可以透過Pythagoras theorem找到正確答案為104N.

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-9055-1-827.html
類似問題: http://lsforum.net/board/thread-15442-1-823.html

-----------------------------------------------------------------------  十三  -----------------------------------------------------------------------

小薯想跟大家談談走路時的friction問題, 大家先要知道一個實驗事實:
friction的方向always oppose the direction of motion or attempted motion.
之後大家可以從下圖得知為何走路時friction的方向是跟走路的方向相同的.


問題來源: http://lsforum.net/board/thread-10336-1-827.html
類似問題: http://lsforum.net/board/thread-16789-1-818.html

-----------------------------------------------------------------------  十四  -----------------------------------------------------------------------

小薯想跟大家研究一條問題:
"有一小女孩在現滑梯, 形容以下情況的friction大小:
1. she comes down the slide faster and faster
2. she comes down slowly at a constant speed
3. she sits on the slide and does not move"


大家從上面的free-body diagram可以得出以下的結論:

所以大家不難道在以下情況中friction的大小:
1. mg sin X > fk
2. mg sin X = fk
3. mg sin X < fs, max

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-10336-1-827.html

-----------------------------------------------------------------------  十五  -----------------------------------------------------------------------

小薯發現到一條有關friction-compensated runway的題目, 想跟大家分享一下:
"which of the following is correct if a toy car is projected UP a friction-compensated runway?

A the weight component of the toy car along the runway changes direction
B the friction on the toy car changes direction
C the net force on the car is always zero
D the toy car accelerates downwards throughout the whole journey"

不知大家在學friction-compensated runway時,有沒有留意它的characteristic:
當物體在不受外力影響的情況下向下移動,velocity會是constant. (向上移動時並不會這樣.)

原理如下:
當物體向下移動時:  (the friction is balanced by the component of weight along the runway.)
當物體向上移動時:
這解釋了為何只有向下移動時才能出現friction-compensated的情況. (Answer: D)

問題來源: http://lsforum.net/board/thread-14803-1-824.html
類似問題: http://lsforum.net/board/thread-18580-1-806.html

-----------------------------------------------------------------------  完  -----------------------------------------------------------------------

[ 本帖最後由 kiwakwok 於 2010-2-28 05:32 PM 編輯 ]
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回覆 #1 kiwakwok 的帖子

請問
係最後果一題度
當物體向上移動既時候
會唔會有個opposite direction既friction

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回覆 #2 kaming7 的帖子

correct, friction always oppose the motion
Failing to prepare is preparing to fail!!!
想入好既大學,先要公開試考得好,更要jupas排得好!!!

想搵人補習??? Click on this:
http://www.lsforum.net/board/vie ... e%3D1&frombbs=1

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回覆 #3 peterp2509 的帖子

咁點解
當物體向上移動時:

唔係 mg sinx -f 既?

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回覆 #4 kaming7 的帖子

When the object moves upwards,
the direction of friction is the same as that of mg sin X.

Therefore, they should have the same sign (positive).

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回覆 #4 kaming7 的帖子

vector sum
Failing to prepare is preparing to fail!!!
想入好既大學,先要公開試考得好,更要jupas排得好!!!

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o...剛剛諗錯了

咁係咪姐係當佢向上移動既時候....佢會deceleration?   甚至會向返下移動?

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回覆 #7 kaming7 的帖子

When the object moves upwards, there is a downwards acceleration along the runway (as you can see there is a net force).
Therefore, the speed will gradually decrease, and the direction of friction will change.

[ 本帖最後由 kiwakwok 於 2010-3-1 11:19 PM 編輯 ]

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引用:
原帖由 kiwakwok 於 2010-3-1 11:17 PM 發表
When the object moves upwards, there is a downwards acceleration along the runway (as you can see there is a net force).
Therefore, the speed will gradually decrease, and the direction of fricti ...
係wo   
咁姐係speed會慢慢decrease  跟住就at rest?   因為佢係 friction compensated?

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回覆 #9 kaming7 的帖子

mg sin X = fmax
You can figure out what will happen.

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thank you very much

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thanks for ur sharing.
It is useful!

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好多圖呀HA

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正!  明白lu

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so good

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