AP Physics C – Mechanics 全攻略：課程內容、考試結構與準備策略

AP Physics C: Mechanics 是一門挑戰性高的課程，適合未來想主修工程、物理或其他 STEM 領域的人。

這門課以微積分為基礎，目的是為大學物理課程奠定扎實的基礎。在這篇文章裡，我們會介紹課程的結構與內容、考試形式，以及如何做好萬全準備。

課程概覽

AP Physics C: Mechanics 涵蓋以下七個單元：

詳細內容：

1. Kinematics 運動學 (10–15%)
   • 純量與向量
   • 位移、速度與加速度
   • 運動的表示方法
   • 參考座標系與相對運動
   • 二維或三維運動

2. Force and Translational Dynamics 動力學 (20–25%)
   • 系統與質心
   • 力與自由體圖 (Free-Body Diagrams)
   • 牛頓第三定律
   • 牛頓第一定律
   • 牛頓第二定律
   • 重力
   • 動摩擦與靜摩擦
   • 彈簧力
   • 阻力
   • 圓周運動

3. Work, Energy, and Power 功、能量與功率 (15–25%)
   • 動能
   • 功
   • 位能
   • 能量守恆
   • 功率

4. Linear Momentum 線動量 (10–20%)
   • 線動量
   • 動量與衝量的變化
   • 線動量守恆
   • 彈性與非彈性碰撞

5. Torque and Rotational Dynamics 力矩與轉動動力學 (10–15%)
   • 轉動運動學
   • 直線運動與轉動運動的關聯
   • 力矩
   • 轉動慣量 (Rotational Inertia)
   • 轉動平衡與牛頓第一定律
   • 牛頓第二定律

6. Energy and Momentum of Rotating Systems 轉動系統的能量與動量 (10–15%)
   • 轉動動能
   • 力矩與功
   • 角動量與角衝量
   • 角動量守恆
   • 滾動運動
   • 衛星運動

7. Oscillations 振動 (10–15%)
   • 簡諧運動 (SHM)
   • SHM 的頻率與周期
   • 簡諧運動的分析
   • 簡諧振子的能量
   • 簡單擺 (Simple Pendulums) 與物理擺 (Physical Pendulums)

考試形式

AP Physics C: Mechanics 考試分為兩部分，每部分各占總分的 50%：

如何準備 AP Physics C: Mechanics

強化微積分基礎

AP Physics C: Mechanics 的許多概念需要使用到微積分，比如透過 differentiation 尋找速度函數。

理解物理原則

理解牛頓定律、力平衡、力矩平衡、能量守恆、動量守恆等核心概念。

規律練習解題

完成各種類型的習題，特別是自由作答題，能幫助你增強分析與解決複雜問題的能力。

強化實驗能力

實驗對物理學至關重要，如果你有實際操作的經驗，許多題目將會更得心應手。

利用學習資源

使用可信的學習資源能幫助你更高效地學習，比如使用 AP Physics C 參考書（如 Princeton Review 或 Barron’s）和網路資源（如 Khan Academy）。

進行模擬測驗

模擬考試能讓你熟悉考試格式並提高時間管理能力。

參加家教或補習班課程

跟著有經驗的人學習、練習，能夠少走許多彎路，也能對時間進行更有效率的分配。

AP Physics C: Mechanics 是一門具有挑戰性的課程，如果你選了這門課，代表你有很大的野心，也代表你對於自己的未來有一定程度的規劃。雖然有挑戰性，但只要透過有效的準備與規律的練習，取得高分就不會太難。希望這篇文章能幫助你更了解這一門課程，也能帶給你更多信心！

考試時我應該…

• 管理做題時間：合理分配作答時間，千萬不要在一個題目上卡太久。
• 展示計算過程：(針對 FRQ) 清楚解釋每一個步驟，並保留所有過程，避免太多跳躍性思考。
• 使用正確單位：只要是有單位的物理量，就一定要寫單位！
• 保持冷靜：穩定步調，遇到難題時不要慌張，如果你覺得很難，那對別人來說也一樣。

AP 考試日期與時間

Week 1

Note: Art and Design submissions are due by 8 p.m. ET on Friday, May 9, 2025.

Week 2

範例題

1. A block is released from rest and slides down a track with negligible friction, descending a vertical distance of 5.0 m from its initial position to Point P, as shown in the figure. The block then slides on a horizontal surface where the coefficient of kinetic friction μ_k between the block and the horizontal surface is 0.20. How far does the block slide on the horizontal surface before coming to rest?

1. 1.0 m
2. 5.0 m
3. 10 m
4. 25 m

2. The velocity as a function of time for an object moving along a straight line is shown in the graph. For which of the following sections of the graph is the acceleration constant and nonzero?

1. QR only
2. PQ and TU only
3. RS and ST only
4. PQ, RS, ST and TU only

3. The net force F exerted on an object that moves along a straight line is given as a function of time t by \(F(t) = At^2 + B\), where \(A = 1 \, \text{N/s}^2\) and \(B = 1 \, \text{N} \). What is the change in momentum of the object from \(t = 0 \) to \(t = 3 \, \text{s} \)?

1. 6 kg·m/s
2. 12 kg·m/s
3. 17 kg·m/s
4. 30 kg·m/s

4. A spherical star spinning at an initial angular velocity \( \\omega \) suddenly collapses to half of its original radius without any loss of mass. Assume the star has uniform density before and uniform density after the collapse. What is the angular velocity of the star after the collapse?

1. \(\omega / 4 \)
2. \(\omega / 2 \)
3. \(2\omega \)
4. \(4\omega \)