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理科 中学生

🟥は🟦でも、仕事の原理で計算できますか? また、なぜ🟥動滑車なのに計算しているのですか?(4)また、何秒かかったか?という問題です

6 力と仕事に関する (1)~(4)の問いに答えなさい。 (8点) 次の実験1~3を行った。ただし, 質量100gの物体にはたらく重 力の大きさを1Nとする。なお,ばねと糸の重さ, 滑車と糸の摩 擦は考えないものとし, 糸はのびないものとする。 図 11 実験 1 図11のように, ばねにおもりをつり下げて, おもりの 質量とばねののびの関係を調べた。 表2は,その結果をま とめたものである。 おもり 表2 図 12 天井 定滑車 おもりの質量 (g) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 ばねののび (cm) 0 0.9 1.9 3.0 4.0 5.1 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 実験2 実験1で用いたばねを使い, 図12のように床に置いた 1N120gの物体と糸をつなぎ, 定滑車にかけた。 このとき, ばねののびは0cmであった。 次に, ばねにつないだ糸を 静かに下向きに引くと, ばねはのびはじめた。 実験 3 ① 図13のように, 実験1で用いたばねに糸をつなぎ、 40gの動滑車と120gの物体をつり下げて, モーターの 軸で糸を巻きとれるようにした。 はじめ, モーターの 軸が回転しないように, 手で固定した。 物体 床 図 13 天井 定滑車 ごきってる 電源装置のスイッチを入れて,モーターの軸から手 をはなすと,モーターは糸を静かに巻きとりはじめ、 動滑車と物体が引き上げられた。 24h 動滑車 モーター 物体 電源装置 軸 (1) 図14の矢印は, 実験1でばねにつり下げられたおも りが静止しているとき, おもりにはたらく重力を表して いる。このとき, ばねがおもりを引く力を、 図14にか きなさい。 (2)実験2で, 糸を引きはじめてから10cm引くまでの間 の、糸を引いた距離とばねののびの関係を表すグラフ を図15にかきなさい。 (3) 実験3の①で、動滑車と物体をつり下げたときのばね ののびは何cmか。 計算して答えなさい。 (4) 実験3の②で、動滑車と物体を50cm 引き上げるときの モーターの仕事率が0.2Wであった。 モーターが巻き とった糸の長さは何cmか。 また, 何秒かかったか。 そ れぞれ計算して答えなさい。 図 14 図 15 10 ばねののび 98 7 6 4 (cm) 3 2 1 2 xx 床 012345678910 糸を引いた距離(cm)

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理科 中学生

②斜面にそった重力の分力がつり合う。 理解が曖昧なので教えてください🙏

モーター 斜面 糸 物体 2 (1) 2 図のように, 水平面との傾きが30°の斜面を水 平な床に固定し、斜面の上部にモーターをつけ、 斜面上においた物体とモーターを,斜面に平行に 張った糸で結ぶ。 モーターに電圧をかけ, 糸を等 速で巻き上げて, 斜面にそって物体を50cm 引き 上げる。 ただし、糸の質量は無視でき, 物体と斜 面との摩擦はないものとする。 図 直流電源装置 次の の中に示したKさんとS先生の会話 を読み, ①②の問いに答えなさい。 40000 電流計 50cm ② ※ ※ 下痢 30° S先生:図において, 物体が等速で斜面にそって運動するときの, 糸が物体を引く力の大きさを計算で 求めるにはどう考えたらよいでしょうか。 Kさん: 物体を同じ高さまで引き上げるときに必要な仕事の大きさは,斜面を使う場合と、真上に直接 引き上げる場合とでは変わりません。 したがって, 物体をこの斜面にそって引き上げる距離は, 直接引き上げる距離の ( あ)倍になりますが,糸が物体を引く力の大きさは,直接引き上げ る力の大きさの(い)倍になります。 直接引き上げる力は重力の大きさと等しければよい ので,糸が物体を引く力の大きさを計算で求めることができます。 S先生:その通りです。 では, 糸が物体を引く力を計算で求める考え方として, 仕事の大きさをもとに 求める考え方とは別の考え方はありませんか。 Kさん: 物体が等速直線運動をするので, 糸が物体を引く力と)ということをもとに, 計算で求 める考え方もあります。 S先生:そうですね。 異なる考え方をもとに計算をしても、結果は同じになることが確かめられますね。 (あ),(い)のそれぞれに適切な値を補いなさい。 (③)を,「分力」 という言葉を用いて, 適切に補いなさい。

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