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な分
この
速
エネルギー
4 運動とエネルギー
図2
4 動滑車を使わないときと使ったときのおもりの運動を記録し、 仕事や仕事率を調べた。
かっしゃ
はな
ものさし
ばねばかり
[長野]
問いに答えなさい。 ただし、動滑車の重さは考えず, 質量が 図1
100gの物体にはたらく重力の大きさを1N とする。
実験1 図1のように, ばねばかりに結びつけた糸の先に質量が
0.5kgのおもりをつけ, 机の上に置いた。 糸をばねばかりに
結びつけた結び目を点Aとした。 手でばねばかりを真上に引
き上げていくと, おもりは机から静かに離れた。 その後, ば
ねばかりの示す値が一定になるように, ばねばかりを真上に
ゆっくりと引き上げ続けた。 このようすをビデオカメラで
撮影した。撮影したものをコマ送りで再生し, おもりが動き始 おもり
めてからの時間と机からおもりの底までの高さとの関係を表にまとめた。
さつえい
A
あと
次
5
右
るA点れ
ばねばかり
スタンド
動滑車
(1
机
おもり
実験2 図2のように、ばねばかりに結びつけた糸を, 実験1と同じおもりをつけた動滑車に通
その糸の先をスタンドに結びつけた。糸をばねばかりに結びつけた結び目を点Bとした。手で
ばねばかりを真上に引き上げていくと、おもりは机から静かに離れた。その後、ばねばかり。
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
示す値が一定になるように, ばねばかり
を真上にゆっくりと引き上げ続けた。こ
のようすを実験1と同様にビデオカメラ
で撮影して表にまとめた。
おもりが動き始めてからの時間〔秒
0
机からおもりの底 実験 1
までの高さ〔cm〕 実験2 0
6.0 12.0 18.0 24.0 30.0
3.0 6.0 9.0 12.0 15.0
(1) 実験1で,おもりが動き始めてからの時間が0秒から0.5秒までの、おもりの平均の速さは何
cm/sか求めなさい。 ただし, 答えは小数第1位まで表しなさい。
か
(2) 実験1で,おもりが動き始めてからの時間が2.0秒のときのおもり
にはたらく重力と糸がおもりを引く力とを図3に描きなさい。 ただし,
図3の1目盛りを1Nとし, 力のはたらく点をで,大きさと向きを
矢印で描きなさい。
(3) 実験2で ばねばかりが糸を引く力の大きさは, 実験1でばねばかり
が糸を引く力の何倍になるか求めなさい。
[
きょり
図3
[
]
難問
糸
おもり
(4) 実験2 で, 表の時間0.5秒から2.0秒までの間に, 点Bが動いた距離は何cmか求めなさい。 ただし,
答えは小数第1位まで表しなさい。
[
(5) 実験1で,表の時間0.5秒から 2.0秒までの間に,手がおもりにする仕事の大きさを求めなさい。
ただし, 答えは小数第2位まで表しなさい。
[
(6) 実験2で,表の時間 0.5秒から 2.0秒までの間に、手がおもりにする仕事の仕事率を求めなさい。
ただし, 答えは小数第2位まで表しなさい。
]
(7) 実験 2 で, 表の時間 0.5秒から2.0秒までの間に、おもりの①運動エネルギー, ②位置エネルギー
③力学的エネルギーはそれぞれどうなるか,適切なものを次のア~エから1つずつ選び、記号
を書きなさい。 ただし, 同じ記号を何度使ってもよい。
①[][][
アだんだん大きくなる
イだんだん小さくなる
ウ変わらない
エ大きくなったり小さくなったりする
2
]
