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國中教甄|理化理化113 年第 68 題單選題

木塊置於光滑斜面上(斜面與水平夾角為θ),同時此斜面以加速度a進行水平運動。若希望維持此木塊相對靜止於斜面,則斜面的水平加速度a應為多少 ?

Aa = g · tan θ正確答案
Ba = g · cos θ
Ca = g / sin θ
Da = g \cdot \sin \theta
答案與詳解
A
正確答案
木塊與斜面相對靜止時,鉛直方向受力平衡且水平方向具有相同加速度,透過力學分析可得 a = g tan θ。

逐選項解析

Aa = g · tan θ✓ 正確
鉛直方向力平衡 N cos θ = mg,水平方向牛頓第二定律 N sin θ = ma,兩式相除得 tan θ = a/g,故 a = g tan θ。
Ba = g · cos θ✕ 錯誤
此為重力在垂直斜面方向的分量所對應的加速度,並非維持相對靜止所需的水平加速度。
Ca = g / sin θ✕ 錯誤
Da = g \cdot \sin \theta✕ 易錯陷阱

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