Question

ミッフィー

問5のどのグラフが適切なのかわかりません。

〈注意〉物理の受験者は、次の表に従って4題を解答してくだ
選択問題の出題内容
問題
選択問題
1,2,3,
4
解答は物理の解答用紙に記入してください。
【物理 必答問題】
1 次の文章を読み、後の各問いに答えよ。 (配点 25)
図1のように、天井に固定したなめらかに回転する軽い定滑車に糸1をかけ, 糸1の両
端に質量がともにmの小物体A,Bをそれぞれ取り付けた。 さらに, 一端に質量 2mの
小物体Cを付けた糸2の他端をBの下面に取り付け, 糸3の一端をAの下面に取り付け
て他端を水平な床面に固定し、全体を静止させた。このとき,AとCは床面からの高さ
がともにんの位置にあり, BはCよりだけ高い位置にあった。 ただし, 糸 1, 2,
3はすべて軽くて伸び縮みせず、 定滑車に接している部分を除いて鉛直であるものとす
また,A,B,Cの大きさは無視できるものとし、重力加速度の大きさをg とする。
天井
指定滑車
糸 1
Bm
h
糸21
h
CmA
2m
図 1
-
2-
糸3
床面

問1 2がCを引く力の大きさはいくらか。 m,g を用いて答えよ。
2mg
3を静かに切ると, Aは鉛直上向きに, BとCは鉛直下向きに動きはじめ, しばら
くしてCは床面に衝突した。 A, B, C が動きはじめてからC が床面に衝突する直前まで
の間の A, B, C の加速度の大きさをαとする。 また, 空気抵抗は無視できるものとする。
問2 A, B, C が動きはじめてからCが床面に衝突する直前までを考える。 このとき
1がAを引く力の大きさを T1, 糸2がBを引く力の大きさを T2 として, A, B,
それぞれの運動方程式を表す次の式中の空欄
ア
イ
に入れる式として
正しいものを,後のそれぞれの選択肢のうちから一つずつ選び, 番号で答えよ。 ただ
し, A, B, C が運動する向きをそれぞれの正の向きとする。
A の運動方程式(鉛直上向きを正):
ma =
Ti-mg
B の運動方程式 (鉛直下向きを正): ma =
ア
mg+T-T
Cの運動方程式 (鉛直下向きを正): 2ma
イ
2mg-T2
ア
の選択肢
1mg+T2
33mg +T2
イ
の選択肢
1 mg-T2
32mg-T2
問3αをg を用いて表せ。
2 mg-Ti+T2
4/3mg-Ti+T2
2 mg-Ti-T2
42mg-Ti-T2
牛
王

h=//t
tra-2him
糸3を静かに切って A, B, C が動きはじめた瞬間を時刻 t = 0 とする。 Cはt=t に床
面に衝突してはね返らずに静止した。 C が静止した後もBは下がり続け,床面上のCに
衝突してはね返らずに静止した。 B がCに衝突した後もAはしばらくの間上昇し,やが
て最高点に達した。切った後の糸やたるんだ糸が小物体の運動に影響を与えることはない
ものとする。また, A が定滑車に衝突することもないものとする。
問5 A, B, C が動きはじめてからAが最高点に達するまでを考える。この間のAの
速さと時刻tの関係を表すグラフの概形として最も適当なものを、次の1~6のうち
から一つ選び、番号で答えよ。
問4 を α hを用いて表せ。
速さ
3
速さ
5
速さ
2
さ
4
速さ
6
速さ