4 直方体Aと直方体Bをつなぎ,直方体Bにばねばかり
5 カのはたらきについて調べる実験を行いました。問1~問5に答えなさい。ただし,質量 100 gの物
体にはたらく重力の大きさを1Nとし、直方体やばねばかりをつなぐ糸の質量や糸が受ける浮力などは
をつけ,直方体Bが完全に水中に入るようにゆっくり沈
め,図4のときのばねばかりの示す値を調べた。
考えないものとします。 (19点)
ばねばかり
実験
図1のような,直方体A,直方体Bを用意した。直方体 A, 直
方体Bは大きさは同じだが、質量ょ異なっている。
1
5,0cm
5.0cm
糸
水面
10.0cm
直方体B
糸一
2 直方体 A, 直方体Bを,それぞれ水の中に入れると、直方体A
し直方体A
は沈んだが直方体Bは浮いた。 直方体Bを空気中でばねばかりに
レ水槽
図1
つるすと,ばねばかりは2.0Nを示した。
図4
すいそう
3 図2のように,直方体Aにばねばかりをつけ,水槽の水の中にゆっくり沈めながらばねばかり
問1 実験の2で, 水に浮いている直方体Bにはたらいている力について述べたものとして最も適切な
あたい
の示す値を調べた。図3は,このときの,水面から直方体Aの底面までの距離xとばねばかり
ものを,次のア~エの中から一つ選び,その記号を書きなさい。(3点)
ア 直方体 Bには重力だけがはたらいている。
イ 直方体Bには浮力だけがはたらいている。
の示す値との関係を表したグラフの一部であり,水面から直方体Aの底面までの距離xがOcm
から 10.0 cm までの結果が示されている。なお, 実験は水面から直方体Aの底面までの距離×が
20.0 cm になるまで行ったが, 実験中, 直方体 Aの底面が水槽の底につくことはなかった。
ウ 直方体Bには重力と浮力がはたらいている。
ェ 直方体Bには力ははたらいていない。
10,0
問2 実験の3で, 水面から直方体Aの底面までの距離ェが3.6 cmとなるようにしたとき,ばねばか
りの示す値は何N か求めなさい。(4点)
4.5.3.1:人
-4入
ばねばかり
入 4.5
問3 実験の3で, 直方体Aにはたらく浮力の大きさが1.2Nになるとき、 水面から直方体Aの底面ま
での距離xは何cm か求めなさい。(4点)
4.51:1.L
糸
5,0
問4 実験の3の結果を表す図3について, 10.0 cm から 20.0 cm までの, 水面から直方体Aの底面ま
での距離ェとばねばかりの示す値との関係を表すグラフを,解答欄の図に定規を使って実線でかき
直方体A
|水面
I Cm
入れなさい。(3点)
152
間5 実験の4のばねばかりの示す値は何Nか求めなさい。また, 計算の過程や考え方も書きなさい。
(5点)
レ水槽
0
0
20.0
40、
10,0
図2
水面から直方体Aの底面までの距離ェ[cm)
(以上で問題は終わりです。)
図3
ばねばかりの示す値N
