滑車を使った仕事の大きさについて調べた実験Ⅰ~ⅢIについて,あとの1~3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としひも, 滑
車 ばねばかりの質量や摩擦は考えないものとします。
〔実験Ⅰ〕 図1のように、 定滑車を使って質量1kgのおもりを真上にゆっくりと10cm引
き上げた。
〔実験ⅡI〕 図2のように, 動滑車を使って質量1kgのおもりを真上にゆっくりと10cm引
き上げた。
〔実験ⅡI〕 図3のように, 定滑車と動滑車を組み合わせ, ひもがたるまないように, 動滑
車にそれぞれ質量1kgのおもりをとりつけた。 また、左右の定滑車間の距離を60cmとし
左右の定滑車の中心からの距離が等しいひも上の点をP点とした。 次に、図4のように,
P点を手で真下に引き, 左右のおもりを真上にゆっくりと引き上げた。 P点を引き下げ
たときのひもの間の角度をはかると, P点を引き下げるほど小さくなった。
図2
ばねばかり
・滑車
-おもり
110cm
10cm
図3
1①
60cm
1 次の文章は, 実験Ⅰ と実験ⅡIで引き上げたおもりに対して, 手が加える力の大きさと,
ひもを引く距離の関係について述べたものです。 内容が正しくなるように,( ① ),
(②)に適切な数値を, ( ③ ) に適切な語句をそれぞれ入れなさい。
[N] ②
図4
実験Ⅰで手が加える力の大きさは10N, ひもを引く距離は10cmであり, 実験ⅡIで手
が加える力の大きさは ( ① ) Nで,ひもを引く距離は ( ② ) cmである。
このことから, 異なる道具を使っておもりを引き上げたとしても, 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。
ひもの間の角度
2 実験では2秒, 実験ⅡIでは3秒, 実験ⅢI では5秒かけておもりを10cm引き上げました。
実験Ⅰ, 実験ⅡI, 実験Ⅲにおける仕事率を, それぞれA, B, Cとします。 これらの値の
大きさの関係を, 不等号を用いて表したものとして, 正しいものを、次のア~エから1つ
選び, 記号で答えなさい。
ア A<B<C イ A<C<B ウ B<C<A I C<B<A
[cm]