大小劉老師的自然試題園地

107國中會考自然科第7題

題目

阿泉分別進行下列四種不同的運動，在哪一種運動過程中，阿泉由圖中狀態Ⅰ→狀態Ⅱ，他身體的重力位能變化最大？

答案

D

解析

本題主要是問重力位能的觀念。

重力位能：物體位於高處，因為距離地面的高度差，而具有作功的能。

重力位能 ＝ 質量 × 重力加速度 × 高度差

因為身體的質量相等，身體的重力位能與地面的高度差成正比，身體的重力位能變化最大，所以要找出整個身體距離地面的高度差變化最大。

(A)舉重與(B)射箭時，身體沒有離開地面，所以重力位能等於0。

(C)百米賽跑則在水平距離跑了100公尺，但是身體沒有明顯的高度差，所以重力位能等於0。

(D)高臺跳水時，身體的高度差變化最大，有10公尺的距離，所以重力位能變化最大，是正確。

所以答案選D。

解題技巧

本題的(D)選項 高臺跳水的關鍵數據「高度差變化10公尺的距離」，距離水面的高度差最大，因為身體的質量相等，所以重力位能變化最大。

知識節點

重力位能

原理

一、重力位能：物體位於高處，因為距離地面的高度差，而具有作功的能。

    地面上的物體→受重力作用→施力將重物往高處抬升→肌肉消耗化學能→轉成以重力位能的形式儲存存在物體中。

 1.公式

 重力位能＝質量×重力加速度×高度差

      U_g  ＝  m × g × h

 2.單位

  重力位能（U_g ）：焦耳（J），與功單位相同

  質量（m）：公斤（kg）

  重力加速度（g）：公尺/秒²（m/s²）

高度差（h）：公尺（m）

 3.說明

 (1)當質量一定時，高度差愈大，重力位能愈大。

  (2)當高度差一定時，質量愈大，重力位能愈大。