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60点
[とわの森三愛) 30点(6点×5)
物体のもつエネルギーと仕事について調べるため,次の実験を行った。 実験1では,レールと小球の間にはたらく摩擦力と空気抵抗はないもの
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とし,実験2では, 滑車など物体以外の道具の質量, ひもののび縮みはなく, ひもと滑車の間には摩擦がはたらかないものとする。
図1のように,レールを用いて水平な部分となめらかにつながる斜面をつくった。質量15gの小球を,水平な部分を基準面として高さ10cm
になるレール上に置き, 静かに手を離して, レール上に置かれた木片に衝突させたところ, 水平部分に接した状態で移動し, やがて静止した。 こ
の操作を,小球を置く高さを変えてくり返し 図1
行い,木片の移動距離を測定した。 また, 木
片に衝突する直前の小球の速さを速さ測定器
で測定した。表はその結果をまとめたもので
実験1
レール
158
図2
小球
速さ測定器
木片
FII
(の定滑車
0 m 高さ
ある。
基準面
ひも
動滑車
実験2 図2のように, 定滑車と動滑車を組み合わ 表
せた装置を用いて,質量2.0kgの物体を一定
の速さでゆっくりと20cm引き上げた。
小球を置いた高さ [cm]
10
20
30
40
物体
20cm
一定の速さで
引く
木片の移動距離[cm]
4.0
8.0
12.0
16.0
小球の速さ(m/秒]
1.4
2.0
2.4
2.8
(1) 実験1について述べた, 次の文の①の{
実験1の結果から, 小球を転がしはじめる高さが高いほど木片の移動距離は①{ア 長い イ 短い}。衝突後に小球は静止するので, 衝突前にもってい
た 2エネルギーが, 木片に対する仕事に使われたといえる。よって, 物体の(2エネルギーの大きさは,他の物体に対してした仕事で測定できる。
(2) 実験1の操作を行い, 木片の移動距離が9.0cmであったとき, 小球を置いた高さは何cmであったと考えられるか, 求めなさい。
1 実験1で,斜面の傾きを2倍の角度にして, 下線部については同じにして実験を行った。このとき, 実験1の下線部のときの結果と比べて, 木片に衝突
する直前の小球の速さと木片の移動距離はそれぞれどのように変化するか, 最も適当なものを, ア~エから選びなさい。
ア 小球の速さは速くなり, 木片の移動距離は大きくなる。
ウ 小球の速さは変わらず, 木片の移動距離は大きくなる。
(4) 実験2について, 次の①, ②に答えなさい。 ただし, 100gの物体にはたらく重力を1Nとする。
}に当てはまるものを, ア, イから選びなさい。また,
②に当てはまる語句を書きなさい。
24
イ 小球の速さは速くなり, 木片の移動距離は変わらない。
エ 小球の速さは変わらず,木片の移動距離も変わらない。
10.4-2c1,9
40
00
