範例:伽利略實驗與力學能守恆[102學測]

16 世紀伽利略設計了一個光滑沒有阻力的斜坡道實驗，如圖所示。左邊的坡道斜度是固定的，但是右邊坡道的斜度與長度不同，甲為最陡坡道，丁為一假想情境，沒有任何坡度且可水平的展延到無窮遠處。將一小球分別在甲、乙、丙、丁四個坡道由高度為h的P點靜止放下，實驗發現，在甲、乙、丙三個坡道，球最後都可以到達高度相同的 L、M、N 三個點，且與球的質量無關。
(1)根據上文，下列敘述哪些正確？（應選2項）
(A)在坡道底部，較重的球比較輕的球滑動速度較快
(B)在坡道底部，較輕的球比較重的球滑動速度較快
(C)不同質量的球所受的重力都相同
(D)球經由丁坡道滑下後會維持等速度前進，不會停下來
(E)利用丁坡道的想像實驗可推論出動者恆動的說法。
(2)上文所描述的運動過程中，下列哪些物理量不會隨時間發生改變？（應選2項）
(A)甲坡道上球的重力位能
(B)乙坡道上球的動能
(C)丙坡道上球的力學能
(D)丁坡道上球的重力位能
(E)丁坡道上球的力學能。