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中四物理 動量與衝量練習三(挑戰):十題能量、連續流與二維判斷

中四物理 動量與衝量練習三(挑戰):十題能量、連續流與二維判斷

  • 2026-11-10

中四物理 動量與衝量練習三(挑戰):十題能量、連續流與二維判斷

十題把動量與動能並用:p² 與 2m 的關聯、連續水流、火箭推力、反彈高度與彈性碰撞公式。

直接答案 第 01 至 03 題練動能與動量互換、反彈力與子彈,第 04 至 06 題練等質量交換、彈性判斷與連續水流,第 07 至 09 題練黏合能量損失、火箭推力與反彈高度,第 10 題針對等質量公式誤用。

01 本卷資料(做完才看答案)

項目 內容
題數 10
建議時間 25
難度分佈 基礎 3 · 進階 3 · 挑戰 3 · 錯題重練 1
對應章節 所屬章節:中四物理 動量與衝量
適用年級 中四

02 題目(10 題)

  1. 基礎某物體動量 12 kg m/s,質量 3 kg。求它的動能。
  2. 基礎0.2 kg 的球以 15 m/s 撞牆,0.05 s 後以 10 m/s 反彈。求牆的平均力。
  3. 基礎質量 0.01 kg 的子彈以 300 m/s 射入 1.99 kg 的靜止木塊並留在其中。求木塊碰後速度。
  4. 進階0.3 kg 的球以 4 m/s 撞向另一個同質量靜止的球,碰撞完全彈性。求兩球碰後速度。
  5. 進階1 kg 的球以 2 m/s 撞向靜止的 3 kg 球,碰後 1 kg 球以 1 m/s 反向彈回。求 3 kg 球的速度,並判斷碰撞是否彈性。
  6. 進階水管每秒噴出 0.5 kg 的水,水流速度 20 m/s,水打在大平板上後沿板面流走。求水對板的平均力。
  7. 挑戰0.2 kg 的球以 4 m/s 向東撞向 0.3 kg 以 2 m/s 向西的球,碰撞後黏在一起。求碰後速度與動能損失。
  8. 挑戰火箭每秒向後噴出 5 kg 氣體,氣體相對火箭的速度為 200 m/s。求火箭受到的推力。
  9. 挑戰0.5 kg 的球由 3 m 高自由落下,落地後反彈至 2 m 高。求它與地面碰撞時的動量改變大小(g = 9.81 m/s²)。
  10. 錯題重練2 kg 的球以 3 m/s 撞向靜止的 1 kg 球,碰撞完全彈性。有同學答“2 kg 球停下、1 kg 球得 3 m/s”,正確答案是多少?

03 答案與一句解說

題號 答案 一句解說
1 24 J 動能 = p² ÷ 2m = 144 ÷ 6 = 24 J;這條式在只給動量時最快,不必先求速度。
2 100 N Δp = 0.2 × (15 + 10) = 5 kg m/s,F = 5 ÷ 0.05 = 100 N,方向與反彈方向相同。
3 1.5 m/s 動量 0.01 × 300 = 3 kg m/s,總質量 2 kg,v = 3 ÷ 2 = 1.5 m/s。
4 第一球 0 m/s,第二球 4 m/s 等質量彈性碰撞交換速度:第一球停下,第二球以 4 m/s 前進,動量與動能都守恆。
5 1 m/s,是彈性碰撞(動能前後均為 2 J) 動量:2 = −1 + 3v,v = 1 m/s;動能前 2 J,後 0.5 + 1.5 = 2 J,沒有損失,所以是彈性。
6 10 N 每秒動量變化 = 0.5 × 20 = 10 N,即水被“剎停”所需的力,板受同大小的力。
7 0.4 m/s 向東,損失 2.16 J 總動量 0.8 − 0.6 = 0.2 kg m/s,除以 0.5 kg 得 0.4 m/s;動能由 2.2 J 降至 0.04 J,損失 2.16 J。
8 1 000 N 每秒動量變化 = 5 × 200 = 1 000 N,這就是推力;推力與噴氣速度、每秒噴出質量成正比。
9 6.97 kg m/s 落地速率 √(2×9.81×3) = 7.67 m/s,反彈速率 √(2×9.81×2) = 6.26 m/s,Δp = 0.5 × (7.67 + 6.26) ≈ 6.97 kg m/s。
10 2 kg 球 1 m/s,1 kg 球 4 m/s(同方向) v₁ = (m₁ − m₂)/(m₁ + m₂) × u₁ = 1 m/s,v₂ = 2m₁/(m₁ + m₂) × u₁ = 4 m/s;交換速度只適用於等質量,質量不同時輕球會比原球更快。

04 做完之後怎樣跟進

  • 對完答案,只重做錯的那幾題,並在錯題旁寫出錯在哪一步(公式、單位還是抄錯數)。
  • 同一題隔兩日再做一次;兩次都對才可以移到下一份練習。
  • 家長只需看答案欄與解說欄,不必逐題講解。

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本卷題目與答案由 TutorZone 團隊原創編寫,並非任何學校、出版社或考試局的試題;數值與答案均以程式核算。

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