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國中教甄|理化理化115 年第 74 題單選題

如附圖所示,質量均勻的棒子,其一端(支點)靠在地面,另一端則以細繩拉住,若能維持棒子的平衡(θ 為銳角),當 P 點位置逐漸降低時,細繩上的張力 F 與木棒重量 W 的比值會如何發展?

題目圖片
A逐漸變小
B逐漸變大
C先變小後變大
D始終沒改變正確答案
答案與詳解
D
正確答案
根據力矩平衡原理,若細繩方向與棒子的幾何配置使得張力與重力的力臂比值維持恆定(如細繩保持垂直),則兩力比值不變。

逐選項解析

A逐漸變小✕ 錯誤
若細繩角度改變導致張力力臂相對增加,比值才會變小,但本題幾何配置下力臂比例維持恆定。
B逐漸變大✕ 錯誤
若細繩角度改變導致張力力臂相對減少,比值才會變大,與本題力學模型之恆定條件不符。
C先變小後變大✕ 錯誤
D始終沒改變✓ 正確

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