もりの位
電球を光
られる。
すべて
た。
ついて調
スをつ
D
美さんは、物体の運動を調べるために実験Ⅰ,ⅡI
行ったあとの1,2の問いに答えなさい。 ただ
し、や空気を使って, レー
1. 美穂さんは、
果を表にまとめた。 あとの (1), (2) の問いに答えなさい。
ル上を走る模型自
(実験Ⅰ)
① 図1のように、傾きの角度が小さいレールを水平
ぜんまいやモーターなどが付いていない模型自動車
面に置き, 水平面からの高さが10cmのところに,
を置いた。
② 静かに手をはなして模型自動車を走らせ, 水平な
ところで等速直線運動をする模型自動車の速さを測
定した｡
③ 水平面から模型自動車までの高さを20cm, 30cm,
型自動車の運動を調べる実験Ⅰ を行い, 結
40cmと変化させ、②と同様の測定をそれぞれ行った。
④図2のように, レールを傾きの角度が大きいもの
に替え、水平面からの高さが10cmのところに模型
自動車を置いて、 ② ③ と同様の操作を行った。
図2
速度測定器
ものさし
傾きの角度
10
水平面から
模型自動車までの
高さ[cm]
スタンド
レール
模型
自動車
傾きの角度
等速直線運動をする模型自動車の速さ [m/s]
傾きの角度が
傾きの角度が
小さいとき
大きいとき
1.4
1.4
2.0
20
30
40
2.8
2.8
(1) 表中のある高さのとき, 等速直線運動をする模型自
動車は, 1mを0.5秒間で通過する速さであった。 この
ときの高さとして最も適切なものを、次のア~エから
1つ選び, 記号で答えなさい。
ア. 10cm
イ. 20cm
.30cm
工.40cm
(2) 模型自動車がレール上を走りはじめてから等速直線
運動をするまで, 模型自動車のもつエネルギーの変化
として,最も適切なものはどれか。 次のア~エから1
つ選び, 記号で答えなさい。
ア. 位置エネルギーは大きくなり, 運動エネルギーも
大きくなる。
イ. 位置エネルギーは大きくなり、運動エネルギーは
小さくなる。
ウ. 位置エネルギーは小さくなり, 運動エネルギーは
大きくなる。
エ.位置エネルギーは小さくなり, 運動エネルギーも
小さくなる。
2. 美穂さんは,力学的エネルギー保存の法則から実験Ⅰ
の結果を考えた。 しかし, 傾きの角度が異なっているの
に速さが同じになることを不思議に思い, その理由を詳
しく調べるために実験ⅡI を行った。 あとの (1), (2)の問い
に答えなさい。
2.4
2.0
2.4
[実験ⅡI〕
① 斜面をつくり, 斜面の角度を25°にした。また,1
秒間に60回打点する記録タイマーを斜面に固定した。
② 図3のように, 斜面上に台車を置き, 斜面と同程
度の長さに切った記録用テープを記録タイマーに通
し, 一端を台車にはりつけた。
③ 記録タイマーのスイッチを入れると同時に、静か
に手をはなして台車を走らせ, 斜面を下る台車の運
動を記録した。
④ ① での斜面の角度を50° に変え, ②,③と同様の
操作を行った。
⑤ 記録されたテープを打点が重なり合わず、はっき
りと判別できる点から0.1秒 (6打点) ごとに切りとっ
て, グラフ用紙に左から順に下端をそろえてはりつ
けると, 図 4, 図5のようになった。
図3
記録
記録用
タイマー テーブ
台車
斜面の角度 W
台 クランブ
運動とエネルギー
図 4
[cm]
0.130
秒
間20
10
25°50°
[時間
斜面の角度が
25℃のとき
図 5
[cm]
0.130g
000秒間に進んだ距離
時間
離 斜面の角度が
50℃のとき
(1) 斜面の角度が25% 50°のときに, 「台車が動きだし
てからの時間」 と, 「台車が動きだしたところからの移
「動距離」の関係を表したグラフとして, 最も適切なも
のはどれか。 次のア~エから1つ選び,記号で答えな
さい｡
ア
I
25°50° 移
50°25°
VVVV
0
0
→ 時間
→ 時間
→ 時間
時間
__(2) 美穂さんは, 斜面上やレール上を運動する物体につ
いて次のようにまとめた。 ■に入る適切な内容を,
「速さのふえ方」 という言葉を使って、簡潔に書きなさい。
0'
50°25°
〔まとめ]
実験ⅡIの図4,図5からは、斜面の角度が大きく
なるほど, 台車の速さのふえ方は大きくなることが
わかる｡
実験Ⅰで,傾きの角度が異なるレールを使って同
じ高さから模型自動車を走らせたとき, 水平なとこ
ろで等速直線運動をする模型自動車の速さは同じに
なった。 その理由として, レールが傾いて
ろを模型自動車が走るとき, 傾きの角度が大きい
レールのときと比べて傾きの角度が小さいレールで
の模型自動車の運動は,
■から同じ速
さになったと考えると, 力学的エネルギー保存の法
則から考えなくても理解することができる。
<宮崎県 >
