Question

みく

解説みてもわからなかったので(4)の解説よろしくお願いします🙇‍♂️

量の
小物体
大き
質量
<等
7倍
エネル
の
ーに
った
(原因
エ
L冷里と仕事] 図1のように, 高さ5cm のおもりを滑車
を使って引き上げる実験を行った。 動滑車の質量を300g,お
もりの質量を1500g, 動滑車とおもりをつなぐ糸の長さを
10cm として,あとの問いに答えなさい。 ただし,質量100g
の物体にはたらく重力の大きさを1N とし,糸1,2は伸び
縮みせず切れないものとする。 また, ばねばかりと糸の質量,
摩擦力は無視できるものとする。
( 8点×540点)
床
〔実験〕
FI
(i) 図1の状態(動滑車の最下部が床から7cmの状態)から、糸2をばねばかりで10cm 引い
〔図1]
も
1
19
2
FORDO
17cm
|5cm|
たところ,動滑車が5cm 引き上げられた。 このときばねばかりの値は1.5Nであった。
AAN
(ii) その後, 1.5Nの力で引き続けたところ, 糸1がまっすぐな状態になった。
(i) (i) の状態からじょじょに力を大きくして引き続けると, ばねばかりがある値を示したと
きに,おもりが床から離れた。
(iv) 床から離れたときの力で引き続け、おもりを床から10cm引き上げた。

かっしゃ
くうらん
(1) 実験 (i) の結果から,動滑車の性質について述べた次の文中の空欄(X), (Y)に適切
な数値を書きなさい。
0852.0
図1のように動滑車を引き上げる場合, 引き上げる力の大きさは、動滑車に糸をつけて直接
引き上げる場合の(X)倍になり、糸を引く長さは(Y)倍になる。
(2) 実験 (i) の動滑車が5cm 引き上げられた状態から、実験 (ii)の糸1がまっすぐな状態になる
まで, 糸2は何cm 引かれたか, 求めなさい。
Caden
(3) 実験 (ii) の糸1がまっすぐになった状態 〔図2]
ゆか
はな
から実験 (Ⅲ) のおもりが床を離れるまで
について, 糸2を引く力とおもりが床か
こうりょく
ら受ける垂直抗力の関係を表すグラフを
か
図2に描きなさい。 ただし, 糸2を引く
15
垂直抗力
直10
7-1
|-+ |- +
力は1.5N以上になることに注意すること。 [N]
5
(4) 図1の状態から, 実験 (iv) のおもりが床
から10cm 引き上げられた状態になるま
でに手がした仕事は何Jか, 求めなさい。
7
20
4-1-
|-+
JL
F+
IT
1-T
I 1
1
1
-1-
T7
1
+
¯¯
L
↓
I
二
rT
T-
J.
J_L
777
・ - t - - +
レート
1.5
1
1 77 「
1
1- F
T
L
LI
+-1-+
77
4-L
1
I
111
1
4-=-1
|-+-+J
I
1
I
777
1
1
17 T
1 1
LJ
1
IT
T
+-+
I 1
I
T
711
T-1
HITL-1 -1-
I
1
1 1
7
T
+-+
L
I
11
1__1_
+1-4
1
1
1
1
.
J_L
1
1
T
1
F +
"
1 1 1 1
1
¯¯
TIT
-F
-1- J
15
糸2を引く力 [N]
1
T
に
-+--
1
Tr
ILL
・2年の復置
第
1
意
1-1
1
+-1-4-L
1
1
1
-+--
-T
L
1
I-T
10
L
1

る場合は, 実験2で糸を引き上げる
なることに注意する。
区 (2) 糸1の長さが10cm なので、糸1がまっすぐな
状態になるのは,図1の状態から動滑車が10cm
(7cm-5cm) = 8cm 引き上げられたときである。
実験 (i)で動滑車は5cm 引き上げられているので,
あと3cm 引き上げるには、糸2を3cm×2=
EHT
6cm 引けばよい。
こうりょく
(3) 垂直抗力=おもりの重さ+動滑車の重さ-糸2を引
く力×2となるグラフを描けばよい。 糸2を引く力
ゆか
はな
が1.5N のとき垂直抗力は15Nになり, 糸2を引
く力が 9Nのときおもりが床から離れ、垂直抗力は
ON となる。
(4) 糸1がまっすぐな状態になるまでにした仕事は,
1.5N × 0.08m×2=0.24J である。
その後, おもりが床から10cmの高さまで引き
上げられるまでにした仕事は, 9N×0.1m×2=
1.8J である。
よって, 手がした仕事は 0.24J + 1.8J = 2.04 J
となる。
1
(4)
(8)
(12
(15
(18
(2
G
1