【受験問題】2018京都
物体を引き上げるのに必要な仕事について調べるために, 次の〈実験I〉~<実験Ⅲ〉を行った。これ
について,下の問い(1)~(3)に答えよ。ただし, 物体, 滑車, ばねばかり, 糸にはたらく摩擦力や空気
の抵抗と,滑車,ばねばかり, 糸の重さ, および糸の伸び縮みは考えないものとする。
〈実験I)
車とばねばかりをとりつけた重さ
2.4Nの物体を水平な床の上に置
く。ばねばかりの示す値が ONの状
態から,物体が床を離れるまでば
ねばかりをゆっくりと真上に引き
上げる。
右のの図のように, 滑 ①図
の図
③図
ばねばかり
〈実験I)
右の②図のように, 滑
動滑車
車とばねばかりをとりつけた重さ
2.4Nの物体を,床から 10cm 離
れた位置に静止させる。この状態
から, 物体を1cm/s の速さで真上
に15cm 引き上げる。
〈実験I)
滑車
物体
15cm
15cm
床
10cm
10cm
右の3図のように, 滑車をとりつけた重さ 2.4Nの物体を, 滑車を動滑車として用い
て,糸の片方の端にばねばかりをとりつけ, 床から10cm離れた位置に静止させる。この状態から,
物体を一定の速さで真上に15cm引き上げる。
(1) 右の④図は, 〈実験 I 〉における, ばねばかりを引き上げ始 ④図
めてからの時間と, ばねばかりが物体を引く力の大きさの関係を
表したグラフである。④図から考えて, 〈実験I 〉における, ばねば
かりを引き上げ始めてからの時間と, 床から物体にはたらく垂直
抗力の大きさの関係を表したグラフを, 実線( )でかけ。
(2)(実験I)において, 物体を 15cm 引き上げるのに必要な
仕事は何Jか求めよ。また, 〈実験 I〉と〈実験Ⅲ〉のように, 物体を
ある高さまで引き上げるのに必要な仕事の量は, 道具を使っても
使わなくても変わらない。このことを何というか, ひらがな7字で
書け。
(3)〈実験I)と〈実験Ⅲ〉で, 物体を真上に 15cm 引き上げるときの仕事率が等しいとき, 〈実験
I)における,ばねばかりを引き上げる速さは何 cm/s か求めよ。
4.8
(1
3.6
1.2
0
0
1.0
2.0
仕事
3.0
ばねばかりを引き上げ
始めてからの時間 [s]
ある
吏わ
書け。
3)
I>に
4.8
小2
o.3
3.6
○、?6
2.4
【18]
1.2
し
1.0
2.0
もき
3.0
ばねばかりを引き上げ
始めてからの時間 [s)
24 0.15m
【19]
0.36
2.4
015
J
24
[20]
2
0.360
cm/s
TCめ表か 抗にが
ばねばかりが物体を
くRの大きさE
床から物体にはたらく
垂直抗力の大きき
ご丁寧にありがとうございます😊