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(3) 図2のような装置をつくり、
レールの水平部分に、図3の
ように本にはさまれたものさしを
置き、次の手順で実験を行った。
図2
レール
小球
本
① Dの位置で小球から静かに
手を離し、小球をものさしに
衝突させる。
ものさし
D
水平部分からの小球の高さ 水平部分
図3
② 図3のの方向にものさしが小球
とともに移動し、やがて静止するまで
の移動距離を測定する。
本
ものさし
ものさしが小球とともに移動する方向
③ 質量が 20g, 30g 40g の小球を用い、 D の位置を水平部分から10cm,
20cm, 30cmの高さにした場合のそれぞれについて、①・②を行う。

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この実験について、 仕事とエネルギーに関して述べた文として適当でないものを、
次のア~エのうちから一つ選び、 その符号を答えなさい。
ア 小球が斜面上を運動しているとき、 小球がもつ位置エネルギーが運動
エネルギーに移り変わっている。
イ小球がものさしとともに移動しているとき、小球がもつ位置エネルギーと
運動エネルギーの和は一定に保たれている。
ウ 小球の質量が同じ場合、 Dの位置が高いほど、 小球がものさしにした
仕事は大きい。
IDの位置が同じ場合、 小球の質量が大きいほど、手を離す直前の小
球がもつ位置ねるぎーは大きい。
本とレールの間には摩擦力が
はたらくから力学的エネルギー
は保たれないの。
★力学的エネルギーの保存のおさらい★
外部から力がはたらかないかぎり、物体がもつ位置エネルギーと
運動エネルギーの和は一定に保たれる。

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(4) 図4は、小球の質量が 20g, 30g, 40g のときの、 水平部分からの小球の高さ
と、ものさしの移動距離との関係をグラフにまとめたものである。
図 4
40g
図2
25
130g
レール
小球
本
ものさし
D
20
.........
水平部分からの小球の高さ
水平部分
図2の装置を用いて、 水平部分から
ものさしの移動距離
120g
15
10
8
の高さが20cm となる斜面上の位置で、 〔cm〕
質量のわからない小球 M から静かに手
を離すと、ものさしの移動距離が 22cm
になった。 小球Mの質量は何gか、
図4をもとに答えなさい。
5
10
20
30
40
水平部分からの小球の高さ[cm]
公式がない理科の
計算は比例式 !
▲ 移動距離は小球の質量に比例しているので
(質量): (移動距離)
で比例式をつくると
20〔g〕: 8[cm] = ? [g]: 22〔cm〕
この比例式を解くと
? = 55〔g〕