Question

受験生　“じゅけんせい”（中学3年生）　日々限界まで諦めずに勉強をする　人と比べず、自分の過去と比べ成長する

中3理科　運動についての問題です。
答えがエだと思ったのですが正答はカでした。
なぜカになるのか教えてください。

自分がエを選んだ理由は力の大きさが4分の1で2cmで持ち上がると思ったけれど、
仕事の原理によって4倍の長さで引かないといけないといけないので8cmで持ち上がると考えたからです。
詳しく理由を教えてください。

図4
動滑車
ック
図5
スタンド
定規
① 図4のように、2つの動滑車を棒で固定
し, 棒にフックを取り付けた。 なお, 棒と
フックの質量は無視できるものとする。
(2) スタンド, 定規,定滑車,糸, ばねばか
り、図4の動滑車, 〔実験1]で用いたおも
りを用いて, 図5のような装置をつくった。
(3) 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ
の大きさがONとなる位置から、ゆっくり
と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に
引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距離
と床からのおもりの高さとの関係を調べた。
なお、2つの動滑車を固定した棒は常に
水平を保ちながら動くものとする。
|定規
ばねばかり
定滑車
糸
動滑車
おもりの
おもり↓高さ床
(4) [実験3] の③で, ばねばかりを0cmから24.0cm まで引いたとき, ばねばかりを引いた距離と
床からのおもりの高さの関係はどのようになるか。 横軸にばねばかりを引いた距離 [cm] を, 縦
軸に床からのおもりの高さ [cm] をとり、 その関係をグラフに表したものとして最も適当なもの
を、次のアからカまでの中から選んで, そのかな符号を書きなさい。
ア
16.0
おもりの高さ
[cm]
エ
0
おもりの高さ
20.0-
おもりの高さ
22.0
おもりの高さ
[cm]
24.0
4.0
ばねばかりを
引いた距離 [cm]
24.0
8.0
ばねばかりを
引いた距離 [cm]
〔cm〕
5.0
0
オ おもりの高さ (c
[cm]
4.0
0
8.0
ばねばかりを
24.0
引いた距離 [cm]
カ おもりの高さ
2.0
ばねばかりを
引いた距離 [cm]
5.5
[cm]
4.0
24.0
ばねばかりを
引いた距離 [cm]
24.0
0
2.0
ばねばかりを
引いた距離[cm]
24.0

4 おもりを持ち上げたときの滑車のはたらきについて調べるため,次の 〔実験1] から 〔実験3]
までを行った。
ただし, ばねばかり 滑車及び糸の質量は無視できるものとし, 滑車に摩擦力ははたらかないも
のとする。
[実験1] ① 図1のように,スタンドに定規を固定し,
ばねばかりに糸のついたおもりを取り付けた。
② 糸にたるみがなく、 ばねばかりの示す力の
大きさがONとなる位置から, ゆっくりと一
定の速さでばねばかりを24.0cm真上に引いた。
このとき、ばねばかりを引いた距離とばねば
かりの示す力の大きさとの関係を調べた。
図2は、 [実験1] の②の
結果について、 横軸にばね
ばかりを引いた距離 [cm]
を,縦軸にばねばかりの示
す力の大きさ [N] をとり,
その関係をグラフに表した
ものである。
図2 15.0
力の大きさ N
10.0
[N]
5.0
図1
スタンド
床
定規
ばねばかり
糸
おもりの
高さ
0
4.0
8.0
16.0
ばねばかりを引いた距離 [cm]
12.0
20.0
24.0

仕事の原理 高校入試問題

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

T2

力の大きさが4分の1で2cmで持ち上がると思った←〇
仕事の原理によって4倍の長さで引かないといけないといけない←言いかえる？と、おもりの高さは引いた分の1/4の高さになる。
8cmで持ち上がる←8ｃｍで持ち上がるのは、力の大きさが10Ｎのとき

選択肢の縦軸が「おもりの高さ」になっているのに注意です。
2ｃｍで持ち上がると分かったなら、消去法で「カ」にしてもいいのかもしれません。

受験生　“じゅけんせい”（中学3年生）　日々限界まで諦めずに勉強をする　人と比べず、自分の過去と比べ成長する

詳しくありがとうございます