台灣物理學會-物理雙月刊

「力學」原理包含了1)運動學、2)力圖分析、3)能量守恆、4)動量守恆，共四項。面對力學問題時，往往需先從選擇適當的原理開始，才能順利得到解答。本單元透過「射鏢槍」主題，設計出不同情境的問題，協助學生比較「力學」中各項原理的差異，並熟悉彼此的連結。

小試身手

玩具射鏢槍(如圖1)，是透過槍內部擠壓之彈簧，彈出射鏢後彈出(如圖2)。(以下所有題目皆忽略空氣阻力)

圖1：射鏢槍統整力學原理             圖2：射鏢槍內部結構

 1. 以不同質量之射鏢向下射出(如圖3)，則何者較快射到地面？
(A) 輕的較快  (B) 重的較快  (C) 兩者同時 

圖3：落地的快慢

2. 判斷第1題所需的原理為
(A) 只需力圖分析  (B) 只需能量守恆  (C) 兩者皆需要  (D) 兩者皆不需要

3. 若將射鏢槍“上膛”之彈簧壓縮，由1段增為2段，使得子彈鉛直射出之初速，增為原來之2倍(如圖4)，則射鏢受到槍的「衝量」，應變為原來之幾倍?
 (A) 1倍  (B) 2倍  (C) 4倍

圖4：鉛直射出

4. 承上題，射鏢射出後可達之頂點高度，應為原來幾倍?
(A) 1.414倍 (B) 2倍  (C) 4倍 

5. 承上題，射鏢抵達最高點所需之時間，應為原來幾倍?

(A) 1/4倍  (B) 1/2倍  (C) 1倍  (D) 2倍  (E) 4倍

6. 如圖5所示，將射鏢槍以不同的傾斜角度向上射擊，若皆能到達虛線位置，則到達時三者速率大小關係為何？
(A) (1)>(2)>(3)  (B) (3)>(2)>(1)  (C) (1)=(2)=(3)

7. 射鏢槍上的射鏢質量，若增加為原來2倍，並水平射出(如圖6)，則射鏢射出之速率應為原來之幾倍？
(A) 1/2倍  (B) 1/1.414倍  (C) 1倍  (D) 1.414倍  (E) 2倍

圖6：水平射出

8. 承上題，射鏢質量增加後，射出之動能應為原來幾倍？
(A) 1/4倍  (B) 1/2倍  (C) 1倍  (D) 2倍  (E) 4倍

9. 承上題，射鏢射出之動量應為原來幾倍？
(A) 1/2倍  (B) 1/1.414倍  (C) 1倍  (D) 1.414倍  (E) 2倍

10. 承上題，射鏢由相同高度射出後，落地時的水平射程(如圖7) 應為原來幾倍？
(A) 1/4倍  (B) 1/2倍  (C) 1/1.414倍  (D) 1倍  (E) 2倍

圖7：水平射程比較

影片：https://youtu.be/MhWv4525Oxw

學習單下載：『射標槍』統整力學

詳解與剖析下載：http://psroc.org.tw/Bimonth/images/uploafiles/files/3804射標槍.pdf

本文刊載於 物理雙月刊38期8月號（2016)

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