力と仕事に関する (1)~(4)の問いに答えなさい。
次の実験1~3を行った。 ただし, 質量100gの物体にはたらく重
(8点)
力の大きさを1Nとする。 なお, ばねと糸の重さ, 滑車と糸の摩
擦は考えないものとし、 糸はのびないものとする。
図 11
ばね
実験 1
表2
図11のように, ばねにおもりをつり下げて, おもりの
質量とばねののびの関係を調べた。 表2は,その結果をま
とめたものである。
おもり
図 12
天井
おもりの質量(g)
ばねののび (cm)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
0 0.9 1.9 3.0 4.0 5.1 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0
定滑車
実験2 実験1で用いたばねを使い, 図12のように床に置いた
12M120gの物体と糸をつなぎ,定滑車にかけた。このとき,
物体
ばねののびは0cmであった。 次に, ばねにつないだ糸を
静かに下向きに引くと, ばねはのびはじめた。
床
図 13
天井
定滑車
実験3 ① 図13のように, 実験1で用いたばねに糸をつなぎ,
40gの動滑車と120gの物体をつり下げて, モーターの
軸で糸を巻きとれるようにした。 はじめ, モーターの
軸が回転しないように, 手で固定した。
ヲびきってる
2
電源装置のスイッチを入れて、モーターの軸から手
をはなすと,モーターは糸を静かに巻きとりはじめ,
動滑車と物体が引き上げられた。
240
動滑車
物体
|モーター
電源装置
床
(1) 図14の矢印は、実験1でばねにつり下げられたおも
りが静止しているとき, おもりにはたらく重力を表して
いる。このとき, ばねがおもりを引く力を, 図14にか
きなさい。
(2) 実験2で,糸を引きはじめてから10cm 引くまでの間
の, 糸を引いた距離とばねののびの関係を表すグラフ
を,図15にかきなさい。
図 14
図 15
10
9
x7x