【DSE Physics 物理】力和運動 Force and Motion 解題攻略

A.Y. Physics
A.Y. Physics 2021-1-3 418
DSE Physics 物理嘅理論 Theory 同公式 Formula 出名比其他理科多,唔少同學仔去到備試期間,都已經唔記得咗中四嗰時學咗啲乜。今日就等我 A.Y. Physics 同大家用幾分鐘時間,重溫一下所有「課題重點」同「典型考題」啦!
「力和運動 Force and Motion」係中四第一個課題,不論係 DSE 嘅 Paper One A 同 Paper One B,都成日出現,但同學往往都係喺呢度失分。要 DSE Physcis 拎 5** 就必須喺熱門題目方面著手,快啲睇下下面嘅實用筆記啦!
 

DSE 物理 Concept - Motion 運動

Kinematic Equation 直線運動公式

where s = 位移 (+/—ive) (單位: m)
where u, v = 速度 (+/—ive) (單位: m s—1)
where a = 加速度 (+/—ive) (單位: m s—1)
 

Kinematic Graph 直線運動線圖

  • s-t graph 嘅斜率 =速度 Velocity
  • v-t graph 嘅斜率 = 加速率 Acceleration
  • v-t graph 嘅面積 = 物件嘅位移 Displacement
 

DSE Past Paper 典型題目例子 Example

Example 1
Given:
Sketch the v-t graph for the motion of this particle. 
繪製該運動的 v-t 圖。
 
答案:
(i.e. s-t graph 嘅斜率 = 速度 Velocity)
 
Example 2
Given:
sketch the a-t graph for the motion of this particle. 
繪製該運動的 v-t 圖。
 
答案:
(i.e. v-t graph 嘅斜率 = 加速率 Acceleration) 
 

DSE 物理 Concept - Projectile Motion 拋體運動

DSE Projectile Motion 拋體運動答題技巧

第一步:要將運動分為「直向」同「橫向」運動
第二步:視直向同橫向運動為兩個獨立嘅方案,用直線運動公式搵出所需嘅答案
第三步:如果需要將直向同橫向嘅速度或加速率組合,可以運用「畢氏定理」
 

歷屆 DSE 典型例題 Example

A particle is projected horizontally with a speed of 10 m/s, find its speed after 1s. Take g = 10 m/s ^ 2 and air resistance as negligible.
物體以 10 m/s 的速率水平投擲,求在 1s 後的速率。 取 g = 10 m/s ^ 2 和空氣阻力可忽略不計。
第一步:
horizontally: no air resistance, so the particle moves at a uniform speed
Vertically: the particle accelerates freely under gravity (i.e. g)
水平:沒有空氣阻力,因此物體以均速移動
垂直:物體在重力(即 g)下自由下落
 
第二步:
Horizontally 水平: v = 10
Vertically 垂直: by v = u + at & downward as +ive (向下為 +方向)
v = 0 + 10 (1) = + 10 m/s (i.e. downwards 向下)
 
第三步:
Combining the horizontal and vertical components to give the speed
直向同橫向嘅速度或加速率組合而得出速率 
= 14 m/s
 

DSE Physics Topic - Force 力

Newton's Law of Motion 牛頓運動定律

「牛頓定律」可以話係力學同運動嘅根基,所以同學仔一定要記得呢三題重要嘅定律呀!
1. 慣性定律 Law of Inertia
除非外力施加喺物體到,否則物體會保持靜止或者保持原本嘅速度
If a body is at rest or moving at a constant speed in a straight line, it will remain at rest or keep moving in a straight line at constant speed unless it is acted upon by a force.
2. 施加於物體的外力等於此物體的質量乘以加速度  (F = ma)
The acceleration of an object is directly related to the net force and inversely related to its mass
3. 作用力與反作用力 Action and Reaction
當兩個物體互動時,彼此施加嘅力必定係大小相等,方向相反。
When two bodies interact, they apply forces to one another that are equal in magnitude and opposite in direction.
 

Common Type of Force 常見力嘅種類

Normal force 法向力 同 Gravitational force 地心吸力
法向力即係物體同表面接觸嘅時候,表面施加喺物體上嘅力。呢個力會垂直於表面

地心吸力亦即係物體嘅重量 (Weight),呢個力係物體的質量乘以地球嘅引力 (W = mg)
 
Tension 張力
如果係用繩狀物體拉扯物件,咁物件與繩之間嘅力就係張力啦。
 
Friction 摩擦力
抗行物體移動嘅力就係摩擦力。
 

Free Body diagram 隔離體圖


考試嘅時候,當然唔會出得簡單啦,好多時因為物體所牽涉嘅力實在太多,同學好難一眼就可以辨認出嚟。呢個時候,Free body diagram 隔離體圖就係唔錯嘅解題方法。其實要畫番啲力出嚟,完全唔難。下面有一個例子,可以展示曬頭先講過嘅力。
 

Resultant Force DSE 淨力答題技巧

DSE 出現經常搵 Resultant Force (淨力) 呢類型題目。同學要快、狠、準咁處理呢啲題目,不妨記住呢兩個步驟啦。
 
Example 例子
Find the acceleration of the block (of mass M) down the frictionless slope. 
求物體 (質量M)沿無摩擦力的斜路下行的加速度。
第一步:畫 Free body diagram 隔離體圖
第二步:運用題目所供嘅資料同公式 (F = ma)
 
Parallel to the slope: F acts down the slope +  (W sin α) also acts down the slope
i.e. net force along & down the slope = F + W sin α 
perpendicular to the slope: N and (W cos α) acts perpendicular to the slope
net downward force perpendicular to the slope = (W cos α) — F
for motion along the slope, only net forces along the slope are relevant i.e. only (F + W sin α), so the acceleration down the slope = force/ mass = (F + W sin α)/ M.
與斜路平行:F 沿斜路作用, (W sin α) 也沿斜路作用
即沿著斜路向下的淨力 = F + W sinα
垂直於斜路:N 和(W cosα)
垂直於斜路向下的淨力 =(W cosα)— F
對於沿斜坡運動,僅沿斜坡的淨力是相關的,即僅 (F + W sinα),
因此沿斜路的加速度 = 力/質量 =(F + W sinα)/M。
 
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