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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

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数学 中学生

これの問6なんですが、答えはイになるそうです。ですが、解説を見てもよくんかりません。解説よりわかりやすく説明できる方、どうかよろしくお願いします。

実験1 (1) 図1のような質量2kgの物体を, 手で3mの高さまで引 き上げた。 動滑車 Ser 一物体 (2) 図2のような動滑車を使って,質量2kgの物体を,3m 物体 の高さまで引き上げた。 図2 図1 2 先生動滑車の重さや摩擦力カを考えないとき、動滑事を使うと,糸を引く力の大きさはL 倍,糸を引く距離は |倍になるので, 仕事の大きさは変わりません。このように,同じ 状態になるまでの仕事はどんな方法を使っても同じです。このことを仕事の原理といいま 2) す。 実験2 レールを用いて図3のような斜面を レール つくり,斜面に沿って小球を転がて、 速さ測定器 小球が水平面上で木片に衝突する直前 40 cm 木片 水平面 20cm の速さと,小球の衝突により木片が移 動した距離を調べた。小球は質量が 10cm 図3 100 g. 200gのものを準備し,不球を 1,2×F00 転がす高さは 10 cm, 20 cm, 40 cm と した。次の表はその結果である。 表小球を転がす高さ[cm] 小球の質量(g) 小球の速さ [m/s] 木片の移動距離tem] 12ン16 10 100 4.4、 1.2 20 100 -2.0 2.4 40 100 2.8. 4.8 10 200 14 2.4 L 25 O3 20 200 2,0 4.8 40 200 2,8 9.6 先生 木片の移動距離と小球を転がす高さにはどのような関係がありますか。 100115 250 生徒A。木片の移動距離と小球を転がす高さは比例しています。 a 生徒B b 木片の移動距離と小球の質量も比例しています。 10 先生 小球の質量と小球の速さに何か関係はあるでしょうか。 250 16 生徒C 小球の質量と小球の速さには何も関係がなさそうです。

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