ーについて調べるため,次の[実験1] と(実験2] を行った。
なお,(実験1]と[実験2〕では,金属球にはたらく摩擦カや空気の抵抗は無視できるものと
する。
(実験1] 0 目盛りを付けた直線状の2本のレールを組み合わせて,図1のような斜面と水平面
S e)
表2は,(実験2] で, 金
属球を置く高さと金属球の質
量を変えたときの定規の移動
距離をまとめたものである。
表2
25gの金属球
50gの金属球||100gの金属球
がなめらかにつ
4.0 cm
高さ10cm
1.0 cm
2.0 cm
ながる装置をつ
図1
4.0 cm
8.0 cm
高さ20cm
2.0 cm
斜面
16.0 cm
8.0 cm
くった。
② 25gの金属球
を、水平面から
高さ40cm
4.0 cm
金属球
目盛りを付けたレール
高さ
次の(1)から(3)までの問いに答えなさい。
(1)図4は,(実験1)で,10cmの高さになるように金属球を斜面
上に置いて手を離したとき,横軸に金属球から手を離してからの
時間(s) を,縦軸に金属球の速さ[cm/s]をとり,その関係を
グラフに表したものである。このとき,金属球が水平面を運動す
るときの速さV[cm/s] を求めなさい。
また,(実験1)で,金属球を置く高さが20cmのとき,金属球の
速さはどうなるか。横軸に金属球から手を離してからの時間[s)を,縦軸に企属球の速さ (cm/s)
をとり、その関係を図4のグラフに書き加えたものとして最も適当なものを,次のアからエまで
の中から選んで,そのかな符号を書きなさい。
図4
2V
速
さv
(cm/s)
の高さが10cmと
水平面
なるように,斜面上に置いて,1秒間に10回の割合で発光するストロボスコープの光
を当て,静かに手を離した。このとき,ストロボスコープの光が当たったときの金属
球の位置を記録した。
③ 金属球を置く高さを20cm, 40cmに変えて, ②と同じことを行った。
の 金属球の質量を50g, 100gに変えて,②, 3と同じことを行った。
0
時間(s)
表1は,(実験1)の②と③で,ストロボスコープの光が当たったときの金属球のそれぞれの位
置を,斜面上で手を離した位置からの移動距離として順に示したものである。
表1
エ
ウ
2V
2V
ア
手を離してからの時間(s)
2V
速
さ vト--
(cm/s)
0.0
0.3
0.5|0.6
2V} --
0.4
0.7
さ v
【cm/s)
0.8
0.9
さ y
手を離した位置高さ10cm
からの移動距離高さ20cm| 0.0
[cm)
0.0
2.0 8.0
18.0|31.5| 45.5| 59.5| 73.5
87.5| 101.5
Vト
(cm/s)
[cm/s)
時間(s)
18.0| 32.0| 50.0|70.0| 90.0|110.0| 130.0
0
2.0
8.0
0
時間(s)
0
時間(s]
高さ40cm
0
時間(s)
振 ッ
0.0
2.0
8.0|18.0| 32.0| 50.0| 72.0|98.0|126,0| 154.0
