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力のつり合いについて調べるために、実験を行いました。 ①~⑥に答えなさい。
ただし、糸の質量と摩擦は考えないものとし, 100gの物体にはたらく重力の大きさ
をINとします。
【実験1】
質量500gの直方体の物体Xを用意し、 図1のように水平な床に置いた。 次に、図2
このように物体Xの上面の中心に糸をとりつけ, ばねばかりで真上に引いたところ、 物
体Xは動かず, ばねばかりは3.6Nを示した。
物体X
図]
床
図2
系
ばねばかり
【考察】
図1について、床に置いた物体Xには、重力と, 床の面が物体X を押し返す力がは
たらいていて、それらはつり合っている｡
図2について ばねばかりで物体X を引いたときは、物体X が床の面を押す力が変
化するため、床の面が物体X を押し返す力も変化する。
① 物体Xにはたらく重力の大きさは何Nですか。
質量 500gの物体Xにはたらく重力の大きさは,500(g) +100=5.0(N)
② 図1のように、物体と床の面が接しているとき､物体が床の面から垂直に受ける力を
何といいますか。
物体を床に置くと、物体は床から垂直に押し返される力を受ける。
③図2のように, 物体Xをばねばかりで真上に引いて ばねばかりが示す値が3.6Nで
あるとき､物体X が床の面から垂直に受ける力の大きさは何Nですか。
物体Xが床の面を押す力は、 5.0-3.6=1.4 (N) よって、物体が受ける垂直抗力の大きさは1.4Nであ
る。
ばねばかり
5.0 (N)
垂直抗力
1.4 (N)
【実験2】
【実験1】の物体Xを、図3のように斜面上に置き、 ば
ねばかりで斜面に平行な向きに引いて静止させ。 ばねば
かりが示す値を記録した。 次に、 斜面の角度をいろいろ
と変化させそのときのばねばかりが示す値を記録した。
【結果】
斜面の角度を大きくしたところ, ばねばかりが示す値
は角度を大きくする前と比べて (a) なった。このと
き､ 物体Xが斜面から受ける斜面に垂直な力の大きさは
Oc
示す値 ばねばかりは斜面と平行な方向の力で支えるので、その大きさは、
0.5(N) ×6 (目盛り)=3.0(N)
3.0 (N)
P
①
水平面
(a)
大きく
大きく
大きく
小さく
小さく
小さく
I
オ
ばねばかり
〈物体X
④ 図4は、図3で物体Xにはたらく重力を, 力の矢印で
表したものです。 重力を斜面に平行な方向と垂直な方向
に分解したときの分力を,それぞれ解答用紙に実線の矢
印でかき入れなさい｡ ただし、図4の方眼の1目盛りは
0.5N とします｡ また, かき入れた分力の矢印から考え
て。 図3で物体Xが静止しているときに, ばねばかりが
示す値は何Nですか。
図4
分力 もとの力の矢印が、斜面に平行な方向と垂直な方向にかいた2力の矢印を2辺とする平行四辺形
の対角線になるように作図する。
L
斜面の角度
図3
オ物体Xにはたらく重力の、斜面に垂直な方向の分力
「斜面
⑤ 【結果】 (D). (b)に当てはまることばの組み合わせとして最も適当なのは、
ア~カのうちではどれですか。
一つ答えなさい。
(b)
大きくなった
小さくなった
変化しなかったの!
大きくなった
小さくなった
変化しなかった
斜面の角度を大きくすると,斜面に平行な方向の分力は大きく, 垂直な方向の分力は小さくなる。
物体X
エ 糸が物体X を引く力
斜面
S
⑥ 図3の状態ではたらく力のうち、つり合いの関係にある2力と、 作用反作用の関係
にある2力として適当なのは, ア~オのうちではそれぞれどれとどれですか｡ それぞれ
二つずつ答えなさい。 ただし、 同じ記号を2回答えてもよいものとします。
ア 物体Xにはたらく重力
イ物体Xが斜面を垂直に押す力
ウ 斜面が物体Xを垂直に押す力
e than 1
つり合う2力はどちらも物体Xにはたらいている。 作用・反作用は、物体Xと斜面のそれぞれにはたら
く力である。
DOE(600)
つり合い...ウ(と) オ, 作用・反作用･･･イ (と)ウ
