20 U
総合問題 (全学年内容)
ふりこの運動
(福岡改) 1
(1)
大きさが同じで,質量200gの球Aと質量100gの球Bを用意し, ふりこの運動について調べる実験
を行った。 あとの問いに答えなさい。 ただし, 質量100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし
摩擦や空気の抵抗は考えないものとする。
[実験] 図1のように, 球AをP点まで持ち上げ, 手から静かにはなすと, 球A
図 1
はQ点 R点, S点を通って, P点と同じ高さのT点まで移動した。次に,球
Aを球Bにつけかえ, 球BをP点まで持ち上げ, 手から静かにはなすと, 球B
はQ点, R点 S点を通って, T点まで移動した。
(1) 図2は、図1のS点を通っているときの球Aを表している。 このときの球
Aにはたらく重力を力の矢印で示しなさい。 ただし, 図2の1目盛りを
1N とし, 力の作用点をで示すこと。
図2
(2) 図3は、この実験で, P点からT点まで移動するときの, 球A, 球B それ
ぞれ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。
① 球Aがもつ位置エネルギーの変化を示したものは,ア,イのどちらか。
② 次の文の ■にあてはまる内容を簡潔に書きなさい。
①のように判断できるのは,物体が同じ高さにある場合, その物体
がもつ位置エネルギーは, その物体の
③アの位置エネルギーの変化を示す球について, Q点での運動エネル
ギーは, S点での運動エネルギーの何倍か。
図3
球 A
10cmtpdQ
位置エネルギー3
0.2
天井
10.1
■ほど大きいからである。
0
名前
PQ
R S
(1
( 6点×4=24点)
R ST
位置
/100)
図2に記入せよ。
ア
(2) ② (例) 質量が大きい
0.5[1] 倍
製作用点は物体の中心
質量 200g→重力の大きさ 2N
位置エネルギー: 0.12J
運動エネルギー:0.20.12=0.08J
トイ (位置エネルギー : 0.04J
運動エネルギー:0.2-0.04=0.16J
