木片
[S/w]
木片
旦線状のレール3本を用いて, 図1のような軌道をつくり, 軌 図1
道上での小球の運動について調べる実験を行った。 下の問いに答
えなさい。なお, 図中のB点, C点はレールの接続部を表して
おり,小球は各点を通過するときに, 接続による影響を受けない。
また,摩擦力,空気の抵抗力は一切無視できるものとする。(富山)
I.A点から小球を静かにはなしたところ, 小球は AB間を下ったのち, B点, C点を通過した。
II.小球が C点をはじめて通過した後, 1秒間に10回の割合で発光するストロボスコープの光を
当てて, CD 間のある区間のようすを撮影した。 図2はその模式図であり, 小球の各位置をa
(じ
7
>D
図2
小球
AQ
O2
C
15
(0.7m)
Acm
E
b
B
C
床
a 0.o4。
2.?
2,4
0 0,11027 山e0メ0
Or2
7
e点とした。
(各4点…20点)
b
II. 撮影結果からb~e点のa点からの距離
を測定したところ,表のような結果となった。
a
C
d
e
a点からの距離[cm]
48 L63 172
3号
0
27
各区間の平均の速さ [m/s)
27
2||/5
9 lc4
3,0
(1) AB 間の途中のE点は, B点を基準とした高さがA点の一の点である。小球がE点を通過する瞬
2
3
速
さ 2.0
2
間の位置エネルギーは, A点での位置エネルギーの
こであった。 B点での運動エネルギーは, E点
3
(2) m
での運動エネルギーの何倍か, 求めなさい。 ただし, B点における小球の位置エネルギーを0とする。
(2) ab 間, bc 間, cd 間, de 間の各区間の平均の速さを求めることにより, 小球がa点からe点ま
で移動する間の時間と速さの関係をグラフにかけ。 ただし, a点を通過した時間を0秒とし, 速さ
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
時間(s]
の単位は m/s とする。
(3) (2)の結果から,小球がa点からe点まで移動する間に,小球にはたらく斜面方向の力の大きさ
について述べた文として, 最も適当なものを次のア~ウから1つ選び, 記号を書け。
ア a点からe点にかけて徐々に大きくなる。
ウ 常に一定である。
(4) CD 間で,小球が到達した最高点の位置について述べた文として, 最も適当なものを次のア~ウ
から1つ選び,記号を書け。 また,その理由を「保存」という語を用いて簡単に書け。
ア A点よりも高い。
記号
イ a点からe点にかけて徐々に小さくなる。
理由
か学約エネルギは常い
一えで得化いいる»
イ A点と同じ高さである。
ウ A点よりも低い。
