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102 第4章 運動とエネルギー
発展問題
図1
1 図1のような装置を組み, 実験1,2を
行った。 図2は, 高さが5cmの容器に金
属の小球を入れ, 質量を20g, 40g, 60g,
80g, 100gに調整したおもり A~Eを
式的に表している。 容器はいずれも同じ
形, 同じ体積で, 水中でも変形せずに密
閉できる。 あとの問いに答えなさい。 な
お 質量 100gのおもりにはたらく重力
の大きさを1.0N とする。 また、糸はの
び縮みせず, 質量と体積が無視でき, お
もりは水槽の底につくことはないものと
する。
目盛りを
指す印
机
図2
A
B
ものさし
つるすおもり
力の大きさ 〔N〕
ばねののび〔cm)
スタンド
グラフ
なし
0
0
ばねののび
C
D
E
ロ -
山形) 20g 40g 60g 80g 100g
A
0.2
1.6
8.0
7.0
6.0
5.0
の 4.0
[cm] 3.0
2.0
1.0
【実験1】 図1の装置のばねに, おもり A をつるしてばねののびを測定した。 さらに, おもりを
BEにかえ,それぞれ同様に測定したの
表は, 実験1の結果をま
とめたものである。 ばねを
引く力の大きさとばねのの
びの関係をグラフに表しなさい。 ただし、測定値は誤差をふくんでいる。
【実験2】図1の装置におもりEをつるし, 図3のように,おもりE 図3
を水槽の水に入れ, 沈める深さを台の高さを変えて調節し、ばねの
のびを測定した。
0
0 0.2 0.4 0.6 0.83 1.00
力の大きさ 〔N〕
B
0.4
3.1
水
水槽
L
C
0.6
4.7
台
D
0.8
(2) 実験2について, グラフをもとに, 次の問いに答えなさい。
Ep
おもりの上面が水面から3cmの深さになるように調節したとおもりー
き ばねののびは5.6cm であった。 おもりにはたらく浮力の大
きさはおよそ何Nか。 小数第2位を四捨五入して, 小数第1位
まで求めなさい。
Cont
② おもりの上面が水面から6cmの深さになるように調節した。
このときのばねののびとして適切なものを、次のア~オから1つ選び,記号で答えなさい。
6.3
ロ
E
1.0
7 2.6cm イ 2.8cm ウ 5.6cm エ8.6cm オ 11.2cm
浮力のはたらく向きが上向きである理由を, 水圧という語を用いて書きなさい。
] 図 4
M
図4のようにつるしたおもりEの下面が水面に接するように台の
高さを調節した。 この高さから台を10cm 持ち上げたときにおもり
Eにはたらく浮力の大きさを調べた。さらに,おもりをA~Dにかえ
て同様の操作を行い,それぞれのおもりにはたらく浮力の大きさを調
べた。このとき, おもりEと同じ大きさの浮力がはたらくおもりはど。
れか。A~D からすべて選び, 記号で答えなさい。 〔
7.8
19
水面
4上面
下面