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力の大きさとばねののび (兵庫)
力の大きさとばねののびとの関係を調べるために,次の実験を行った。 ただし,
実験に用いたばねの重さは考えないものとし,100gの物体の重さを1Nとする。
<実験1> 図1のように,スタンドにばねを取りつけ, 質量10gのおもり1個
つり下げ、ばねののびを測定した。次に、おもりの質量を変え,それぞれ同
図1
ばねののび
じ方法で実験を行った。
表は,その結果をまと
めたものである。
0
おもりの質量[g]
0
ばねののび [cm]
10
30
20
40
50
2
4
6
8
10
図2
図3
<実験2> 図2のように、床に置いた質量 50gのおもりに実験1で用いたばね
をつなぎ、ゆっくりと12cm引き上げた。 その際, 引き始めるのと同時にばね
はのび始めて、 しばらくするとおもりが床から離れた。
<実験3 > 図3のように、なめらかな斜面の上に質量75
gのおもりと実験1で用いたばねが斜面と平行になるよう
に置いたところ, ばねは9cmのびて, おもりは静止した。
図3の矢印は, おもりにはたらく重力を示している。
<実験 4 > 図4のように, 実験1で用いたばねに質量10
引
ゆっくりと
引き上げる
000000000
12cm
図 4
+1600
6.5
2000
016
¥160
(1) 実験1の装置を使い, おもりを変えてつり下げたところ, ばねののびは14cm
gの棒磁石をつり下げると, ばねはのびて静止した。 次に, 鉄しんにエナメル
線を巻いたコイルに,電源装置,抵抗器, スイッチを導線でつなぎ, コイルを
棒磁石の真下 4 cmの位置に固定した。 スイッチを入れると, 棒磁石はコイル
の向きに引かれ, ばねは,さらに3cmのびた。
棒磁石
A
B
4cm
,抵抗器
コイル
5/100
になった。 このおもりの重さは何Nか, 求めなさい。
0.1×2=0.2
02/14
スイッチ
鉄しん
+
(2) 実験2において, おもりは床から何cm引き上げられたか, 求めなさい。
12-10=2
XP 0.5×12
(3) 実験において、人の手がした仕事は何Jか,求めなさい。
J
SW
51600
100
0.5×0.03m
1m=00
0.5
(4) 実験3において, おもりにはたらく重力の斜面にそった分力の大きさは何Ñ
かばねののびから求めなさい。
(1)
a
23
(2)
電源装置
N
cm
(3)
J
7.5×900
67,5
6777588
(4)
N
045
(5) 実験3において, おもりにはたらく重力の斜面にそった分力と, 斜面に垂直
な分力を, 大きさ, 向きがわかるように, 解答欄の図にそれぞれ矢印でかきな
さい。 なお、作図に用いた線は,残しておきなさい。
(5)
(6) 実験 4 の下線部のとき, 棒磁石のB側は,N極かS極のどちらか,書きなさい。
(7)実験4で,棒磁石におよぼした磁力の大きさは何Nか, ばねののびから求め
なさい。
700
7cm
7708
0.1 x700
(6)
極
(7)
70
015 N