発展問題
1 ばねを利用したはかりを使って実験を行った。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを
IN とし, ばねの質量は考えないものとする。 あとの問いに答えなさい 徳島
【実験】 ① 2000g 用の台ばかりの側面の部分を開けて調べたところ, 内部には, ばねが1本
図1は, 台ばかりのようすを模式的に表したもので, ばねの長さは13.5cmであり、針は0g
を指していた。
台、
図1
0000000
100
針
歯車
図2
13.5cm
0000000
台
歯車を回転
させる金具
針
おもりの質量 〔g〕
ばねの長さ[cm〕
歯車
ばねと台をつなぐ金具
STD 1600g
0
13.5
図3
ばねののび
14.0
ば 3.0
500
1000
14.0 14.5
ばねと台をつなぐ金具
② 台ばかりの台に, 500gのおもりを
のせ このときのばねの長さを調べた
ところ, 14.0cm であった。 その後,
20
おもりの質量をかえて、同様の実験を行った。 表は, その結果をまとめたものである。
③ ばねを台ばかりからとり外し,ばねに力が加わっていないときのばねの長さを測定したとこ
stod >23AH UN
ろ, 12.5cm であった。
実験で使った台ばかりを,図2は横から,図3は前から見て, そのしくみの一部を模式的に
表したものである。 このばねは,上端が固定され,下端は上下に動く金具とつながっている。
このばねがのびると、図3のように歯車を回転させる金具が下がり, 針が回るようになっている。
(1) 図2のように, 台ばかりの台に何ものせていないときにも, 図4
台や金具の重力が, ばねにはたらいている。 台ばかりの台に
何ものせていないとき, ばねにはたらいている力の大きさは
何Nか｡
[
30>]
(2) 表をもとに, 台にのせたおもりの質量と, ばねののびとの
関係を表すグラフを図4にかきなさい。 ただし, ばねののび
は、ばねに力が加わっていないときのばねの長さからののび
とする。
図 5
(3)図5は,1000g用の台ばかりの目盛りの一部を示している。
実験で使った台ばかりの目盛りを図5の目盛りにし、さらに
ばねをかえて1000g用の台ばかりをつくることにした。 その
ためには,台に何ものせていないときに針が0gを指し,台
に1000gのおもりをのせたときに針を360°回転させるばね
が必要である。このばねに力が加わっていないとき, ばねの長さは何cmか。 ただし、目盛りと
ばね以外の条件は変えないものとする。
]
2.0
[cm〕 1.0
1800g 200g
0
_1400g
0
1200g
900g
1000g
4008
800g
600g
500 1000 1500 2000
台にのせたおもりの質量 [g]
1500
2000
15.0 15.5
0
1kg
100g
