次にKさんとSさんは理科の授業で次のような 〔実験2] を行った。 ただし, 小球とレールの間の摩擦や空気による
抵抗はなく, レールはなめらかで, 小球はレールに沿って運動したものとする。
図5
〔実験2] 位置エネルギーと運動エネルギーの移り変
わりについて調べるための装置をつくり,次の ①, ②
の操作を行った。 図5は, その装置を模式的に表した
ものであり, AB間およびCD間は水平で、 斜面の傾
きの角度xとyは等しい。
① 小球を転がし, A点からB点まで等速直線運動をさせた。
②
(エ) 小球の速度が最も速くなっているのはどれか。 最も適するものを, 図5の1~4の中から一つ選び、その番号を
答えなさい。
(オ) 次の文は,先生とKさん, Sさんの会話文である。これについて, あとの (i), (i) の問いに答えなさい。
先生:小球が達した最も高い位置をE点とするよ。 A点からE点までの小球のもつ位置エネルギーと運動エ
ネルギーの変化はどうなるかな。 図6に, A点からの水平方向の距離と小球のもつ位置エネルギーや運
動エネルギーの関係をかいてみよう。 ただし, CD間を基準の高さ(高さ0m), A点で小球のもつ位置エ
ネルギーを4目盛り分, 運動エネルギーを2目盛り分とするよ。 小球が回転することは考えなくていい
からね。
Kさん: A点からB点までは高さが同じだから, A点からB点の間は小球のもっている位置エネルギーは4目
盛り分のまま変化しないね。 このことを,図6にかいたら実線 ⑥(-) のようになるよ。
Sさん: 小球は, A点からB点まで等速直線運動をしているから, A点からB点の間は小球のもっている運動エ
ネルギーも2目盛り分のまま変化しないわ。 このことを,図6にかいたら実線 ⑥(-) のようになる
わ。
Kさん: そうすると, 小球のもつ位置エネルギーと運動エネルギーの和である(Z)は, A点からB点の間は
6目盛り分で一定だね。
(i) 文中の(Z)にあてはまる語を, 答えなさい。
|小球
B点からE点までの小球のもつエネルギーの変化を,
図6に実線でかき入れなさい。 ただし, 位置エネルギー
は実線に続いて, 運動エネルギーは実線 ⑥に続いてか
きなさい。
262
20cm 20cm
A 1 B
小球の運動のようすを観察し, 小球の速度と, 最も高くなる位置を調べた。
①の後,
図6
小
球
の
2
エ
ネ
ル
C
ギ
40cm
3
XX
D
0 20 40 60 80 100 120 140
A点からの水平方向の距離〔cm〕
ご丁寧にありがとうございます!!
同じ角度なのに最初は2しかなかった運動エネルギーが6になっているということは
下る時よりも登る時の方が運動エネルギーの増減が激しいと考えていいんでしょうか？