Question

げすと

学習2(エネルギーと仕事)の図3の問題と、ばねエネルギーの問題の図についてです

２つのは紐に引っ張られている物体という点で同じ系統の問題だと思いますが、２つは運動エネルギーは働いていますか？また仕事してますか？

。また,速さが一定のときは, 距離は時間に比例する。
10 ●ばね エネルギー●グラフから実験のようすを考える
ばねに加える力の大きさとばねのの
びの関係が図1のようになるばねがあ
る。図2のように,このばねの両側に
ひもをつけ,一方のひもは定滑車を通
してから床に置いてある物体につけ,
もう一方のひもは手で持った。ひもを
静かに下向きに引いていくと同時にば
ねはのび始め,ひもを引く距離とばね
ののびの関係は, 図3のようになった。
図1
図2
図3
20
20
15
ばね
10
0
1.0 2.0 3.0 4.0
5 10 15 20
ひもを引く距離(cm]
0
力の大きさ[N)
物体
床
これについて,次の問いに答えなさい。
2.0
ばねののび〔皿】
ばねののび〔m]

物体のもつエネルギーと仕事について調べるために,次の実験1,2を行った。(1)~(5)に答えなさい。ただし,
学習2 エネルギーと仕事
例題2
100 gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。
(奈良)
[実験1]
レールを用いて水平な台となめらかにつながる斜面をつ
レール
ものさし
くり,レールが水平な台に接する部分のレールの上面を基準面とす
る図1のような装置をつくった。質量20gの小球を,基準面から
の高さが5cmになるレール上に置き,静かに手を離して,図2の
ように置かれた木片に小球を衝突させたところ,木片は,水平な台
に接した状態で移動し,やがて静止した。このときの木片の移動距
離を測定した。この操作を,小球を置く高さをかえてくり返し行っ
た。表はその結果をまとめたものである。
小球
木片
木片
基準面
ものさし
レール
図1
水平な台
図2
15
20
小球を置いた高さ[cm]
木片の移動距離(cm]
5
10
2.0|4.0|6.08.0
【実験2]
図3のように,定滑車と動滑車を組み合わせた装置を用いて, 質量1kgの物体を
10y
こ定の速さでゆっくりと20cm引き上げた。このとき,ばねばかりは常に2.5Nの値を示し,
ひもを引いた距離は80cmであった。ただし,ばねばかりや滑車など物体以外の道具の質量,
ひもの伸び縮みはないものとし,ひもと滑車の間にはまさつ力がはたらかないものとする。
(1) 実験1の操作を行い,木片の移動距離が7.0cmのとき,小球を置いた高さは何cmであった
と考えられるか。その値を書け。
(2) 実験1で, 斜面上の小球にはたらく重力を,斜面に平行な方向と斜面に垂直な方向に分解し,
それぞれの分力を解答欄の図に矢印で表せ。なお, 分力を矢印で表すために用いた線は消さず
に残しておくこと。
(3) 実験2で,物体を引き上げた仕事の量はいくらか。また,その単位も書け。
(4) 実験2で, 物体を引き上げる間に,物体のもつ運動エネルギーの大きさと力学的エネルギーの大きさはどう
なるか。次のア~ウのうちから, 適切なものをそれぞれ1つずつ選び,その記号を書け。
ア だんだん大きくなる。
(5) ジェットコースターは, 車体が引き上げられる仕事によってエネルギーを得て,下り始めるときには、同じ
高さまで上がることができるエネルギーをもっている。しかし, 実際にはその高さまで上がることはできない。
その理由を「エネルギー」の語を用いて簡潔に書け。
20cm
図3
イ だんだん小さくなる。
ウ 一定のまま変わらない。
ばねばかり
物体
コー