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01.2
0.
第五問 滑車を使った仕事について調べた次の実験ⅠⅢについて, あとの1~4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, 滑車, ばねの質量は考えないも
のとします。また、摩擦や糸ののびも考えないものとします。
[ 実験 Ⅰ ]
向きに引くと, 同時にばねはのび始め、 しばらくして物体Aは床から離れた。
うに、床に置いた物体Aとばねを糸でつなぎ, 糸1 を定滑車にかけた。 また, ばねに糸2をつ
0.2Nの力が加わるごとに1cmのびるばねと質量120gの物体Aを用意した。 図1のよ
けた。 このとき. 糸1と糸2にゆるみはなく, ばねののびは0cmであった。 糸2をゆっくりと下
〔実験 Ⅱ〕
実験Ⅰのあと, 図2のように. 物体Aに動滑車を取りつけて糸1にかけた。 このとき,
糸と糸2にゆるみはなく, ばねののびは0cmであった。 糸2をゆっくりと下向きに引くと 同
時にばねはのび始め、しばらくして物体は床から離れた。
〔実験ⅢI〕 実験ⅡIのあと. 図3のように, 糸2をモーターの軸で巻き取れるようにした。 物体A
が床から離れた状態で, 電源装置のスイッチを入れると, モーターは糸2をゆっくりと巻き取り
はじめた。このときのモーターの仕事率は0.2Wであった。
図 1
図2
中3理科
糸 1
物体 A
定滑車
ばね
糸2
床
糸1
動滑車
1.2N
定滑車
糸2
物体 A
天井
床
① 図4は、実験Iで糸2を10cm引くまでの間のばねののびをグラフ
に表したものです。 次の (1), (2) の問いに答えなさい。
1.2
図3
次の文の内容が正しくなるように ( ① ) ( ② )に適切な。
数値を,それぞれ入れなさい。
12
0
物体Aが床から離れたのは、 糸2を引いた距離が(①)cmと
なった直後であり, 糸2を引いた距離が10cmとなるまでに物体A
がされた仕事の大きさは ( ② ) Jである。
-8-
動滑車
物体 A
糸1
1
0.06
図4
10
ばねののび
0.2Nで
1cm
[cm]
W =
軸
定滑車
ばね
J
= 7/
S
天井
J = Nxm
10.1×1.2
(2) 実験Iで, 「糸2を引いた距離」と「床から物体Aにはたらく垂直抗力の大きさ」との関係を表すグ
ラフを,解答用紙の図にかき入れなさい。
実験Ⅱで, 物体Aが床から離れたのは, 糸2を何cm引いた直後であったか, 求めなさい。
1.2以上
3 次の文章の内容が正しくなるように,(①), ( ② )に適切な数値や式を, ( ③ )に適切な語
句を,それぞれ入れなさい。
O
床から離れた物体Aをさらにxcmだけ引き上げるために, 実験では糸2を1.2Nの力でxcm引く
これに対し, 実験Ⅱでは糸2を引く力は(①)Nでよいが,引く長さは(②)cmとなる。 この
ことから、異なる道具を使っても、同じ状態になるまでの仕事の大きさは変わらないことがわかる。
これを(③)という。
糸2
モーター
実験Ⅲで,物体Aを30cm引き上げるのに要した時間は何秒であったか, 求めなさい。
1.2N Nem
Dib
J=WxS
J=Nxw
0.3×
電源装置
床
10
0
5
糸2を引いた距離 [cm]
