Question

みいね

中3物理(イ)の解き方を教えてください

5 斜面上と水平面上の物体の運動とエネルギーについて調べるために,次のような実験を
行った。これらの実験とその結果について, あとの各問いに答えなさい。 ただし,小球と
台車にはたらく摩擦力や空気の抵抗は無視できるものとし, 小球と台車は,斜面と水平面
が接する点をなめらかに通過するものとする。
〔実験 1] ①図1のように,ある高さの台を水平面上に置いて,この台を支えにして水平
2.4
面上の点Pから続く斜面をつくった。
147
P
図1
140
斜面
小球
40cm
一台
120cm
(2) 水平面から 40cm の高さになるように小球を斜面上に置いて手で支えた。
③ 小球を支えていた手を静かにはなしたところ,小球は斜面を下り,点Pと水
平面上の点 Q を通過した。このとき,手をはなしてからの小球の運動のようす
1秒間に50回の割合で発光するストロボスコープの光を当てて写真撮影し
た。その結果, 小球が点P と点 Qを通過したのは,小球を支えていた手を静か
にはなしてからそれぞれ1.4秒後と2.4秒後であることがわかった。
図2は,ストロボスコープの光を当てて撮影した写真をもとに, 横軸に小球
が動き出してからの時間 [s] を,縦軸に小球の速さ [m/s] をとり,その関係
をグラフに表したものである。
()
no
3.0
小球の速さ
の 2.0
[m/s]
1.0
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6
小球が動き出してからの時間 〔s〕
図2
は
8
④次に,水平面から20cmの高さになるように小球を斜面上に置いて,③と同じ
ことを行った。
【実験2] ① 図3のように,厚い本の間に定規をはさみ, 真上から見たときに本の背と定
規のめもりのついた辺が平行になるようにした。
本日(
定規が動く
|向き
厚い本 本の背衝突前の台車の台車
台車にはたらく
運動の向き
| 重力の作用点
定規
厚い本
定規
台
水平面
台車の高さ
図3
②次に,①の定規をはさんだ本を水平面に固定し,台車の高さが5.0cm になる
③③3
ように質量 1.0kgの台車を斜面上に置いて手で支えた。
台車を支えていた手を静かにはなしたところ,台車は斜面とそれに続く水平
面上を運動し,やがて,厚い本にはさんだ定規に衝突した。このときの定規が
動いた距離を測定した。

④ 定規をもとの位置に戻してから,台車
に質量 0.5kgのおもりを1個から3個ま
で順にのせて,それぞれについて②
③と同じことを行った。
⑤ さらに,台車の高さを10.0cm, 15.0cm,
20.0cm に変えて ① ~ ④ と同じことを行っ
た。
図4は,〔実験2] の結果を、横軸に台
中
600円
定15.0
定規が動いた距離
台車の
高さ
20.0cm
15.0cm
10.0
10.0cm
車とおもりを合わせた質量[kg] を,縦 [cm]
軸に定規が動いた距離〔cm〕をとり、そ
離 5.0
の関係をグラフに表したものである。
0
0.0
80 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
台車とおもりを
合わせた質量 [kg]
x=6
図 4
87.5cm=8:00
**CU 10x=60,
5.0cm
(ｱ) 〔実験 1〕の③で,小球が斜面上を運動しているときと水平面上を運動しているとき,
小球の進行方向にはたらく力の大きさはどうなっているか。 その組み合わせとして最も
適するものを次の 1~4 の中から一つ選び、その番号を書きなさい。
斜面上を運動しているとき
1
力は一定の大きさである
2
力は一定の大きさである
水平面上を運動しているときH
力は一定の大きさである
力ははたらいていない
41
3
力はだんだん大きくなる
力は一定の大きさである
H
4
力はだんだん大きくなる
力ははたらいていない
(1)〔実験1] の④で, 小球が点Pを通過したのは,小球を支えていた手を静かにはなして
から 1.0秒後であった。このとき, 小球が点Q を通過するのは,小球を支えていた手を
秒後)
静かにはなしてから何秒後か。 その値を書きなさい。
2.8 1442(20

Answer 1

やさしいスライム

まず問題の通り
斜面から手を離してPに辿り着くまでが1秒
その時の速度はグラフを見ると2m/s

後はPからQまでの時間を求めればいいですね。
高さ40cmの時PQ区間を2.8m/s、1秒で進むから
PQの長さは2.8m
この問題ではその2.8mを2m/sで進むから
時間は1.4秒

答えは1+1.4＝2.4秒となります