次の実験について、あとの問いに答えなさい。 ただし, 小球にはたらく摩擦や空気の抵抗
は考えないものとする。
(実験〕 ①図1のように、角度 30°のレールを用いた斜 (図1)
上で、小球を静かにはなし, レールの水平部分に置
しょうとっ
②水平面からの高さがそれぞれ5cm, 10cm 15cm
いた木片に衝突させる装置をつくった
20cmの位置で,質量10gの小球をはなし, 木片に
衝突させ、木片が移動したそれぞれの距離を測定した。
③量の異なる小球に変えて、 ②の操作をくり返した
図2は、その結果を示したものである。
水平面上にあった40gの小球を水平面から20cmの高
さまで押し上げたとき, 手が重力にさからってした仕事
の量は何Jか,求めなさい。 ただし, 100gの物体には
らく重力の大きさを1Nとする。 (9点) [
121) レールに沿って小球を押し上げるときに必要な力は
何Nか、求めなさい。(9点)
〔
〕
(3)小球をはなす高さを15cmにしたときの, 小球の質量
木片の動いた距離の関係を、 図2をもとにして右のグ
か
ラフに描きなさい。(9点)
水平面からの
小球の高さ
[図2]
4図1の実験装置を使って, 水平面からの高さが18cmの
位置で25gの小球をはなし, 木片に衝突させたとき,
木片が移動する距離は何cmになると考えられるか, 求
[
めなさい。(10点)
木片の移動距離〔〕
20
15
5
レール
30
木片
水平面
ものさし
|==|==|=
4
B
567 5
40g
TO
30g
10
20g
10g
5 10 15 20
水平面からの小球の高さ [cm]
木片の移動距離〔〕
201
15
10
]
cm 5
10 20
30 40
小球の質量[g]
実験で、小球のもつ力学的エネルギーは,小球をはなし
てから木片に衝突する直前まで一定に保たれている。 レ
ール上を運動している小球のもつ位置エネルギーが,力学的エネルギーの3分の1のとき、
小球のもつ運動エネルギーは,位置エネルギーの何倍か、書きなさい。 ただし、水平面上
(
おける小球のもつ位置エネルギーを0とする。 (9点)
〕〔徳島
