Question

むむむ

問ニ、問三教えてください。

8
図1のような装置を用いて,球がもつ位置 図 1
エネルギーについて調べる実験を行った。
実験では,質量20gの球Xを球の高さが10cm,
20cm30cmの位置から斜面にそって静かに
しょうとつ
M
転がして木片に衝突させ, 木片が動いた距離を
それぞれはかった。
次に,球Xを, 質量30gの球Y,質量40gの
球Zにかえて, それぞれ実験を行った。 図2は,
実験の結果をもとに, 球の高さと木片が動いた
距離の関係をグラフで表したものである。
ただし,球とレールとの間の摩擦や空気の
抵抗は考えないものとし、球がもつエネルギーは
全て衝突によって木片を動かす仕事に使われる
ものとする。 また, 質量100gの物体にはたらく
重力の大きさを1とする。
130
cm
球X
P
Q
R
S
レール
T
図2
10cm
木片が動いた距離
問1 球Xは斜面を転がった後, 一定の速さでA点からB点を通って 図3
C点まで水平なレール上を転がった。 このように, 一定の速さで
一直線上を進む運動を何というか。
また, 図3は, 球XがB点を通過しているときの球Xを表している。
このときの球Xにはたらく垂直抗力を、 解答欄の図3に力の矢印で
示せ。なお,力の作用点を・で示すこと。ただし、図3の1目盛りを
0.1Nとする。
16
|30
cm
スタンド
片 20
[cm]
球の
高さ
水平な台
た10
0
球
0
問2 図1の装置を用いて,質量のわからない球Mを, 球の高さが10cmの位置から斜面に
そって静かに転がすと, 木片が11cm動いた。 球Mの質量は何gか。
問3 実験後,図4のような装置をつくり, 球の運動のようすを調べた。 実験では,球Xを
P点から斜面にそって静かに転がした。 このとき, 球Xは, Q点 R点 S点を通って
T点に達した。 図5は、 球XがP点からS点に達するまでの, 球Xがもつ位置エネルギーの
変化を模式的に示したものである。 球XがP点からS点に達するまでの、球Xがもつ
運動エネルギーの変化を,解答欄の図5に記入せよ。
図4
ABC
10
20
問球の高さ[cm]
図5
木片
5 エネルギー
レール
0p
球Z
球Y
球X_
lo
30
P
位置
[[]]]]
R
S