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数学 中学生

問3と問4の求め方を教えてくださいm(_ _)m 答えは、問3→イ、問4→28%

仕事やエネルギーに関する実験I ~実験Ⅲを行った。 下の〔問1〕 ~ 〔問7〕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, 実験で用いる糸やばねばかりの質量,糸の伸び, 台車と斜面の間の摩擦はないものとする。 実験Ⅰ 「仕事について調べる実験」 (i) 質量500gの台車を真上にゆっくりと一定の速さで 30cm そのまま引き上げる ① 仕事 を行った (図1)。 (ii) 質量500gの台車を, なめらかな斜面に沿って平行に60cm 引き, もとの高さから30cm の高さまでゆっくりと一定の速さで引き上げる仕事を行った (図2)。 台車 30cm ばねばかり 表1 実験結果 電流 [A] 0.2 ものさし そのときの落下時間も測定した。 (i) (ii) の操作を5回行い, 測定結果の平均値を表1 にまとめた。 図 1 そのまま引き上げる場合の仕事 実験ⅡⅠ 「エネルギーの変換について調べる実験」 (i) 床から2.0mの高さに設置された台に滑車つきモーターを固定し, 豆電球, 電流計,電 圧計を使って図3のような回路をつくり, 滑車に質量55gのおもりを糸でとりつけた。 (ii) おもりを床から2.0mの高さまで巻き上げた後, 床まで落下させて発電し、 ある程度安 定したときの電流と電圧の値を読みとった。 また, 豆電球 電圧〔V〕 1.1 落下時間 〔s〕 1.4 60cm 9 基準面 ばねばかり 台車 A 40cm 図2 斜面を使う場合の仕事 実験Ⅲ 「小球の位置エネルギーと運動エネルギーについて調べる実験」 (i) レールを用意し, 小球を転がすためのコースをつくった (図4)。 (ii) BCを高さの基準 (基準面)として, 押し出すようす 高さ40cmの点Aより数cm高いレール 上に小球を置き, 斜面を下る向きに小 球を指で押し出した。 小球はレールに 沿って点A, 点B, 点Cの順に通過し て最高点の点Dに達した。 電流計 電圧計 小球 木片 図3 実験装置 【わかったこと】 床から2.0mの高さにある質量55gのおもりの位置エネルギー1.1J のうち, X %が豆 電球を光らせる電気エネルギーに変換されたと考えられる。このことから, おもりの位置 エネルギーがすべて電気エネルギーに変換されないことがわかった。 30cm B C 図4 小球が運動するコース 滑車つき モーター 糸 おもり 落下の向き レールー YD 60cm

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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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