数学
中学生

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[39] 大きさが同じで,質量200gの球Aと質量100gの球日を用意し、ふりこの運動について調べる実験を行 った。これについて、あとの問いに答えなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1とし 摩擦や空気の抵抗は考えないものとする。 <福岡> 実験図1のように、 のび縮みしない糸の一方の端を天井に固定し、 もう一方 図1 天井 の端に球Aをつけ, 糸がたるまないようにして球AをP点まで持ち上げ, 手 から静かにはなすと, 球AはQ. R. S点を通って, P点と同じ高さの丁点 まで移動した。 次に、 球Aを球Bにつけかえ, 球BをP点まで持ち上げ, 手 から静かにはなすと, 球BはQ. R. S点を通って, T点まで移動した。 (1) 図2は、図1のS点を通っているときの球Aを表している。 このときの球 Aにはたらく重力を、図2に力の矢印で示しなさい。 ただし, 図2の1目盛 りを1とし、 力の作用点を●で示すこと。 (2) 図3は、この実験で、 P点から丁点まで移動すると きの, 球A, 球Bそれぞれがもつ位置エネルギーの変 化を模式的に示したものである。 ① 次の文は、図3について説明した内容の一部であ る。 X にア,イのうち適切な記号を入れなさい。 また, Y にあてはまる内容を書きなさい。 X 図2 3 Y [40] なめらかなレールを用いて図1のような装置をつくり, A の 図1 位置で小球を静かにはなした。 BC間は水平で,AとDは同じ高さ である。 また,図2はA~D間の小球の位置エネルギーの変化を表 したグラフである。 これについて 次の問いに答えなさい。 ただし, 摩擦や空気の抵抗, 小球の大きさは考えないものとする。 <群馬> (1) AB間で, 小球の運動方向にはたらく力の大きさはどうなるか。 最も適当なものを,次のア~ウから1つ選びなさい。 ア しだいに大きくなる。 イ一定である。 図2 ウ しだいに小さくなる。 (2) この実験における, 小球の運動エネルギーの変化を表したグラ フを,図2にかき加えなさい。 (3) 図3のように, レールをCDの中間点Mで切断し, Aの位置で 小球を静かにはなした。 小球がMからななめ上方に飛び出した後 の小球の位置エネルギーの最大値はどうなるか。 最も適当なも のを、次のア~ウから1つ選びなさい。 20 Luca P A 図3 ER A A IMPO RST 位置 球Aがもつ位置エネルギーの変化を示したものは,X である。そう判断できるのは、物体が同じ高 さにある場合, その物体がもつ位置エネルギーは、その物体のY ほど大きいからである。 10cm 図3 | 質量が大きくなる ② アの位置エネルギーの変化を示す球について Q点での運動エネルギーは, S点での運動エネルギーの 何倍か。 tex fitz 0.2 177 エ 10.1 小球 P Q B B ア Aでの位置エネルギーより大きい。 イ Aでの位置エネルギーと等しい。 ウAでの位置エネルギーより小さい。 レール 小球の位置 レール B 2N C 2X 小球 12 GJ 62 倍 D D M
物 30cm 体 37 水平な床の上に置いた装置を用いて、次の実験を行った。これについて、あとの問いに答えなさいった だし 100gの物体にはたらく重力の大きさをINとし, ひもと滑車の間および斜面と物体の間には、摩擦力 ははたらかないものとする。また、ひもの質量は無視できるものとする。 <新潟> 実験1 図1のように, 滑車を使い, 図2 質量500gの物体を真上に, 6秒間 一定の速さで30cm引き上げた。 実験2 図2のように, 滑車を使い、 質量500gの物体を、斜面にそって、 10秒間一定の速さで50cm引き上げ た。このとき、物体はもとの位置よ り30cm高い位置にあった。 床 (1) 実験1について、物体を引き上げるのに必要な力は何Nか。 滑車 2) 鉄球をはなしてから木片に衝突するまでのア 時間と, 鉄球がもつ力学的エネルギーの関係 を表すグラフとして最も適当なものを、 右の ア~エから1つ選びなさい。 ひも 19 Y 50cm アイウエオ N 実験2で、物体を引き上げるのに必要な力は何か。 また, 物体を引き上げる力がした仕事は何Jか。 カ N 仕事 (3) 次の文は, 実験 1 2 において, 物体を引き上げる力がし た仕事と仕事率に関して述べたものである。 ①,②にあては まる語句の組み合わせとして最も適当なものを、 右のア〜カ から1つ選びなさい。 1 物体を引き上げる力がした仕事の大きさは, ①。 また. 物体を引き上げる力がした仕事率は, 実験1より実験2のほ うが ② 38 図のような装置を用いて, 質量が異なる鉄球X, Yを, レール上図 の高さ20cmの位置からはなし, 木片に衝突させ、木片の移動距離を調 べた。 表は, その結果をまとめたものである。 これについて,次の問い に答えなさい。 ただし, 摩擦力は木片だけが受けるものとし、空気によ る抵抗は考えないものとする。 <青森改> (1) 鉄球Xで, 木片の移動距離を2.4cmにするためには, レール上の高 さ何cmの位置からはなすとよいか。 理科の完全学 物体 30cm 床 [x 発行/ cm ① 実験1より実験2のほうが小さい HAN REELRY 実験1より実験2のほうが小さい 表 WAS 実験も実験2も同じである 実験も実験2も同じである 実験1より実験2のほうが大きい 27 FOK H 20cm レール 小さい カ実験より実験2のほうが大きい 大きい 鉄球 2 J X 大きい 大きい 木片 移動距離 X Y 鉄球 木片の移動距離 [cm] 9.6 2.4 ウ エ 関口1-17-8 電話 03-5229- 学校納入定価580円(税込み) 正社ホームページ http://www.seishinsha.co.jp/ 650円(税込み) 〒112-0014 写真提供/アフロアマナイメージ ※縦軸は力学的エネルギーの大きさ, 横軸は時間を表す。 質量が大きい鉄球はどちらか。 X. Y から1つ選びなさい。 また, そのように考えた理由を,表をもとに して、簡単に書きなさい。 ただし, 鉄球XYの形や大きさは等しいものとする。 記号 理由
650円(税込み 学校納入定価 580 ージズ 5 図1のように, 斜面上の物体Aの運動を, 1秒間に50打点する記録夕 図1 は、水平面から斜面にそって100cmの位置にあった。 次に, 物体Aを静かに イマーを用いて記録できるようにした。 このとき, 斜面上に静止した物体A はなし、物体Aの運動を調べた。 これについて,次の問いに答えなさい。 た だし、摩擦や空気の抵抗は考えないものとする。 <福島> (1) 図2は、物体Aの運動を記図2 2.5cm 録したテープの一部で、はじ めの点から5打点ごとに区切 り、それぞれの区間をP,Q,Rとした。 次の文の① ② にあてはまる値を書きなさい。 図2から、物体Aの運動は,Pにおける平均の速さが①cm/sであり,Qにおける平均の速さは、P における平均の速さよりも②cm/s速くなっている。 また、Rにおける平均の速さは、Qにおける平均 の速さよりも ② cm/s速くなっている。 P 大きさ 7.5cm Q ① 36 図1のように, 1秒間に60打点する記録タイマー 図1 にテープを通し, 一端を質量500gの台車にはりつけ, もう一端に質量300gのおもりをとりつけると、台車が 静止した。次に, おもりをテープから切り離して,台車 を運動させた。図2は, 台車の運動を記録したテープの 一部を6打点ごとに切り, 左から時間の経過順に下端を そろえてグラフ用紙にはりつけたものである。 これについて,次の問いに答えなさい。 ただし、空気の抵抗や摩擦, テープの質量は考えないものとする。 <徳島改> 斜面 (1) 図3は, 下線部のときの台車にはたらく重力を矢印で表 図3 したものである。 台車にはたらく重力を, 斜面に平行な分 力と,斜面に垂直な分力に分解し, それぞれ矢印で表しな さい。 また, 斜面が台車を押し上げる抗力の大きさは何N か。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを IN とする。 N (2) 図2の打点ab間の, 台車の平均の速さは何cm/sか。 18 斜面 記録タイマー 台車 (2) 実験において, 物体Aが水平面に達したのは、手をはなしてから何秒後か。 最も適当なものを、次のア~ オから1つ選びなさい。 ア 0.5秒以上0.6秒未満 0.6秒以上0.7秒未満 ウ 0.7秒以上0.8秒未満 エ 0.8秒以上0.9秒未満 オ 0.9秒以上1.0秒未満 テーブー おもり~ JET cm/s (3) 図1の斜面の下から上に向かって、台車を手で一瞬押して斜面をのぼらせ, その 運動を1秒間に60打点する記録タイマーで調べた。 図4は、このときの台車の運動 を記録したテープの一部を6打点ごとに切り, 左から時間の経過順に下端をそろえ てグラフ用紙にはりつけたものである。 このような結果になったのはなぜか。その 理由を, 台車にはたらく 力と台車の運動の向きに着目して書きなさい。 130* 12.5cm -100cm. 2 R 図2 1秒間に進んだ距離 . [cm] 1秒間に進んだ距離 18: [16] 秒 12 14 10 18 16 14 [cm] a 記録テープ 2 物体A 記録タイマー 時間 時間

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