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[実験1]
図Ⅰ
紙テープ
斜面A
図Iのように、紙テープを
つけた台車を斜面Aに置き,
50
静かに手を離したところ, 台
は斜面を下った。 一秒間
隔で点を打つ記録タイマーを
用いて台車が手から離れた後
の運動を, 紙テープに記録し
た。 図ⅡIは、斜面を下ってい
るときに記録された紙テープ
を5打点ごとに切って台紙に
はり、5打点ごとに移動した距離を示したものである。
実験1において,
記録タイマー
[実験2]
・台車
図Ⅲ
小球
図Ⅱ
5
ab
時間
打点ごと
8.9
6.3
3.8
1.3
[cm] 0.0l
(1) よく出る
① 図ⅡIの紙テーブXに記録されたときの, 台車の平均
の速さはいくらか, 書きなさい。
② 台車が斜面を下っているとき, 台車の運動方向には
たらく力の大きさはどうなるか、正しいものを、次の
ア~ウから選びなさい。
ア. しだいに小さくなる
イ. 変わらない
ウ. しだいに大きくなる
図Ⅲのように,実験1で用いた斜面Aの前方に台を置
き斜面AのP点に小球を置いて静かに手を離した。 小
球が手から離れた後の運動をデジタルカメラで撮影し,
小球の速さを測定した。 なお, 台の高さは床からP点ま
での高さの半分であり、台の上面は水平となっている
また、台の斜面の角度は, 斜面Aの角度と同じであるも
のとする。
P点
ab
時間
床
斜面 A
(2) 図ⅣV は, 実験2で, 斜面AのP 図ⅣV
点から下っていった小球が水平な
床を進み, 台の斜面を上り始める
までの、 時間と速さの関係を表し
たグラフである。 次の①,②の問
いに答えなさい。
① 台を上って水平な面を進んだ
後斜面を下って床に到達するまでの, 時間と速さを
表すグラフとして最も適切なものを,次のア~エから
選びなさい。 なお、小球は台から離れないで進むもの
とし、グラフ中の ab間は, 小球が床を移動している
時間を表すものとする。
ア
速
2
床
01
20
X
I
a b
時間
ab
時間
時間
②図IVのように、小球が床を移動している間の速さは、
グラフのab間で示されたように一定となった。 この
理由を,小球にはたらく力に着目して、簡潔に書きな
さい。
[実験3]
次の図Vのように,実験2で用いた斜面Aの前方に、
斜面Aと同じ角度の斜面を持つ斜面Bを逆向きに置いた。
P点に小球を置き. 静かに手を離したところ、 斜面上
のQ点 床上のR点. 斜面B上のS点を通って, P点と
同じ高さの丁点まで上った。 なお, Q点とS点の高さは
床からP点までの高さの半分であるものとする。
KIV P点
Troed
Qu'i
床・R点
図 VI
AVER
S
斜面
(3) 実験3において、
① 小球がP点からT点まで移動する間で. 小球が持つ
位置エネルギーの大きさが最大となっている点を、図
V中のP点 Q点 R点 5点 T点の中から, 全て
選びなさい。
S点
群馬県
② 小球がP点からT点まで移動する間で､ 小球が持つ
運動エネルギーの大きさが最大となっている点を,図
V中のP点 Q点 R点 S点 T点の中から, 全て
選びなさい。
[実験4]
斜面C
丁点
図VIのように, 実験3の斜面BをS点の位置で切断し、
斜面Cを作った。 P点に小球を置き, 静かに手を離した
ところ, 小球は斜面Aを下って床を進み、 斜面Cから斜
め上方に飛び出した。
-P点
S点
REA
(4) 実験4において、
① 小球が斜面Cから斜め上方に飛び出した後、最も高
く上がったときの高さとして正しいものを. 次のア~
ウから選びなさい。
ア. P点より高く上がった。
. P点と同じ高さまで上がった。
ウ. P点より低い高さまでしか上がらなかった。
② ① のように考えられる理由を､小球が持つ位置エネ
ルギーの変化に着目して, 書きなさい。 ただし、 「位
置エネルギー」, 「運動エネルギー｣ という語をともに
用いること。
