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7
水中の物体にはたらく力について調べるために次の実験Ⅰ~Ⅲを行った。 これについて, 次の(1)~(8)
の問いに答えなさい。 ただし, フックや糸、棒の体積と質量,滑車の摩擦は考えないものとする。
[実験Ⅰ]
水がしみこまない, 表8のような直方体の物体A, B を水そ
うの水に入れたところ、右の図 23 のように,
A B
B レフック
水面
Aは沈み,Bは水面に浮かんで静止した。
[実験Ⅱ ] 右下の図 24のように, Aをばねば
かりにつるして水に入れ, 水面からAの底面ま
での距離をSとしてばねばかりの値を読み, 下
の表9にまとめた。
底面積 (cm)
高さ (cm)
10 40
TX
45
A
質量(g)
80 80
底面
(表8)
水槽
(図23)
S (cm)
1
2
3
4
5
6
ばねばかり
ばねばかりの値 (N)
20.7
0.6 0.5
0.4
0.4
0.4
糸
B
(表9)
T (cm)
2
3
4
5
6
7 ST
T16
ばねばかりの値 ( N )
0
0.4
0.8
1.2 1.2
1.2 底面
(表10)
[実験Ⅱ] 右の図 25のように、水そうの底に固定した滑車を使
ってBにつけた糸をばねばかりで引き, 水面からBの底面までの距離を
Tとしてばねばかりの値を読み, 上の表 10にまとめた。
(図 24)
底面
滑車
(図 25 )
08
ば
ね 0.7
X (1) 実験I で, 物体Bが水面に浮いているとき 水面から物体Bの底面ま
での距離Xはどれだけですか。
0.8N
か
0.6
り 0.5
0.4
(2). 実験Ⅱ で, 上の表9をもとにして, 水面からAの底面までの距離Sと N
ばねばかりの値の関係を、 右の図 26にグラフで表しなさい。 ただし, S
が0の場合は測定していないが, その値も求めてグラフを描きなさい。
oooo oo oo
65432
0.3
20.2
0.1
0
1 2 3 4 5 6
水面からAの底面までの距離S (cm)
(3). 物体Aの高さはどれだけですか。
(4). 実験Ⅱで, Sが6cm のとき, 水
中の物体Aにはたらく水圧の向き
と大きさを矢印で示した模式図と
して最も適当なものを, 右の図 27
ア
のア~カから選んで記号で答えなさい。(
水面イ
**
(図26)
オ
カ
非華寺
(図27)
(5). 実験Ⅱで, Sが6cmのとき, 物体Aの底面にはたらく水圧の大きさはどれ A
だけですか。
(6). 実験Ⅲで,Tが6cmのとき, 物体Bにはたらく浮力の大きさはどれだけで
すか。
3.2
1.2.
B
(7). 右の図 28 のように, 物体Bに物体Aをのせたアと, 物体Bに物体Aをつ
り下げたイをそれぞれ水に入れ、手で支えた。 手を離したところ,ア, イ
のどちらも水に浮き、水平に静止した。 このとき, 水面から物体Bの底面ま
での距離が小さいのはア, イのどちらですか。 また, その距離はどれだけです
か。
(記号
距離
(8). 物体A,Bと同じ質量の物体C
を準備した。 物体Cは物体Aと同じ
高さの直方体であるが,底面積は物
体Aの半分の5cm である。 右の図 29
のように、棒の両端に糸をつけて物 A
体Aと物体Cをつるした。 棒の真ん中
(図 28)
A
C
C
A
C
A
(図 29)
につけた糸を持って静止するまで待ち、 その後、静かに物体Aと物体Cを水中に入れた。 物体Aと物体
(図30)
Cを水中に入れたときのようすとして最も適当なものを,上の図 30 のア~ウから選んで記号で答えな
