中華民國高中物理教材-99課綱 Chapter 8 功與能量 題目無數位解答

1. CH8 功與能量
在今天的物理學中，我們不知道能量
究竟是什麼

2. 高中基礎物理2B
8-1 功
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2
2020-高二基礎物理2B-CH8

3. 高中基礎物理2B
能量(Energy)
3
2020-高二基礎物理2B-CH8
這世界上有某種與系統狀態有關的物理量，能使系
統具有作功能力-有能量就可以使系統作功或作功
可以轉變成「能」
能量的形式有很多種，有 動能 、 位能 、 熱能 、
光能 、 電能 .
能量不能創造，但可以由一種形式轉變成另外一
種形式，或是一處移動某一處。
能量守恆定律

4. 高中基礎物理2B
能量(Energy)
4
2020-高二基礎物理2B-CH8
能量的形式有很多種，有 動能 、 位能 、 熱能 、
光能 、 電能 .
能量的單位：
1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1米距離所需的能量
1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間的能量
巨觀
世界
微觀
世界
1電子伏特(eV)=1.610-19(J)
焦耳(J) 電子伏特(eV)

5. 高中基礎物理2B
功 Work
2020-高二基礎物理2B-CH8
5
斯帕-古斯塔夫·科里奧利，以對科里奧利力(科式力)的研
究而聞名。也是首位將力在一段距離內對物體的效果稱
為「功」的科學家
作功是指 能量轉換 的過程
能的形式可藉作功而互相轉換。
[功]的值-被轉移的能量，可以移出系統，也可以移入
𝑊 = 𝐹𝑑

6. 高中基礎物理2B
功 Work
2020-高二基礎物理2B-CH8
6
作功是指 能量轉換 的過程
𝑊 = 𝐹𝑑
定義：力的量值和沿
施力方向所經位移的
乘積
𝐹cos𝜃
𝐹sin𝜃 𝐹
𝜃
𝑑𝑊 = (𝑭𝐜𝐨𝐬𝜽)𝑑

7. 高中基礎物理2B
功 Work
2020-高二基礎物理2B-CH8
7
定義：力的量值和沿
施力方向所經位移的
乘積
𝐹cos𝜃
𝐹sin𝜃 𝐹
𝜃
𝑑𝑊 = (𝑭𝐜𝐨𝐬𝜽)𝑑
𝐹cos𝜃
𝐹sin𝜃
𝐹
𝜃
𝑑
𝑊 > 0
𝑊 < 0
加速
減速
0 ≤ 𝜃 < 90
90 < 𝜃 ≤ 180

8. 高中基礎物理2B
功 Work
2020-高二基礎物理2B-CH8
8
定義：力的量值和沿
施力方向所經位移的
乘積
𝐹cos𝜃
𝐹sin𝜃 𝐹
𝜃
𝑑
𝑊 = (𝑭𝐜𝐨𝐬𝜽)𝑑 𝑊 > 0
𝑊 < 0
加速
減速
0 ≤ 𝜃 < 90
90 < 𝜃 ≤ 180
等速𝑊 = 0 𝜃 = 90𝑾 = 𝑭 ⋅ 𝒅
施加1牛頓水平力使物體平移1米距離，
稱為 1焦耳
SI單位： 焦耳(J)

9. 高中基礎物理2B
功 Work
2020-高二基礎物理2B-CH8
9
定義：力的量值和沿
施力方向所經位移的
乘積
𝐹cos𝜃
𝐹sin𝜃 𝐹
𝜃
𝑑
𝑊 = (𝑭𝐜𝐨𝐬𝜽)𝑑
𝑊 > 0 𝑊 < 0
𝑊 = 0
𝑾 = 𝑭 ⋅ 𝒅
功的
性質
功是 純量 ，沒有 方向 ，但有正功、
負功的差異
位移是相對量➔功會因為 參考座標
而不同
功具有 累加性

10. 高中基礎物理2B
功 Work
2020-高二基礎物理2B-CH8
10
定義：力的量值和沿
施力方向所經位移的
乘積
𝐹cos𝜃
𝐹sin𝜃 𝐹
𝜃
𝑑𝑊 = (𝑭𝐜𝐨𝐬𝜽)𝑑
𝑊 > 0 𝑊 < 0
𝑊 = 0
𝑾 = 𝑭 ⋅ 𝒅
功的
性質
功具有 累加性
𝑓𝑘
一個系統同時受到數個外力作用，則
合力所做的功等於各力所作之功的代
數和

11. 高中基礎物理2B
例題1
2020-高二基礎物理2B-CH8
11
(1)一質點受一定力 റ𝐹 = 9റ𝑖 + 3റ𝑗(牛頓)作用，使其自位置റ𝑟 = −3 Ƹ𝑖 +
5 Ƹ𝑗 (米)直線運動至原點，此力作功多少焦耳？
(2) 某人以一與水平夾37角，量值為50牛頓之力，推動一靜置於
光滑水平地面上的重物，使之前行20公尺，問此人對物體作功
______焦耳。

12. 高中基礎物理2B
例題2
2020-高二基礎物理2B-CH8
12
某人以5.0 (N)與水平成37°之推力，作用於原為靜止之1.0 (kg)物
體，使其在水平地面上做加速運動0.50 (m)，若物體與地面的動
摩擦係數為0.1。求：
(1)此力對物體作功若干？
(2) 摩擦力作功若干?
(3)則此人對物體做功為多少焦耳？(g=10 m/s2)

13. 高中基礎物理2B
例題3
2020-高二基礎物理2B-CH8
13
欲將質量為5 kg的物體提升1 公尺的高度，
可利用圖(一)中定滑輪的裝置，或圖(二)中
動滑輪的裝置，不計摩擦力及滑輪和繩子的
重量，在這兩種情況中所需的拉力各為何？
所作的功各為何？
𝑑 = 1 m
𝑇1 = 4.9 N
𝑇2 =
4.9
2
N

14. 高中基礎物理2B
定力作功
2020-高二基礎物理2B-CH8
14
d
F
W1
W2
W3
𝑊 = 𝐹𝑑
線下面積=
該段位移
的功
正功
負功
Wtotal = 𝑊1 − 𝑊2 + 𝑊3

15. 高中基礎物理2B
變力作功
2020-高二基礎物理2B-CH8
15
m
F
x

16. 高中基礎物理2B
變力作功
2020-高二基礎物理2B-CH8
16
S
F
S1 S2
若力呈現不規格變化，
則將位移分割成許多小
區間，個別求出各區間
內所作的功，再逐一相
加
i
i
W F s= 
𝑊𝑖 = റ𝐹𝑖Δറ𝑠
Δs
𝐹𝑖
W Fdx= 

17. 高中基礎物理2B
例題4
2020-高二基礎物理2B-CH8
17
如附圖，x是一彈簧的伸長量，F 是對
應的彈力，則若將此彈簧伸長0.5公尺
(1)當時彈簧的彈力為______牛頓。
(2)須作功______焦耳

18. 高中基礎物理2B
例題5
2020-高二基礎物理2B-CH8
18
長度為L，質量為m的均勻繩子，其4/5長
度置於一無摩擦力的水平桌面上，另外
1/5長度則懸吊於桌邊鉛直下垂，則將此
繩子全部拉回桌面上所需要作的功為？