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物理 高校生

氷と水の密度と体積が同じだったら溶けても増えないのはどうしてですか。

問4 図4のように、容器に入った水に氷が浮いて静止している。 このとき、水面から 上に出ている部分の氷の体積はV水面より下の部分の氷の体積はV2である。 水の密 度をpo、氷の密度をp、重力加速度の大きさをgとする。 下の文章は、このときの氷に関する生徒A、Bの会話である。 生徒たちの説明が科 イに入れる式と語句の組 学的に正しい考察になるように、文章中の空欄 ア み合わせとして最も適当なものを、次の①~ ⑨ のうちから1つ選べ。 29 氷 V₁ 水と氷の体積の かんけい V₂ 0 容器 図4 A: 水と氷ではどちらの密度が大きいかな。 水の方がみう心が 大きい B: 普通の物質では液体が固体になると体積が減少するけれど、 水は例外だよ。 水が氷 になると体積が増えるので、 水と氷の密度の大小関係はp <poだね。 A:図4で氷が静止しているのは、氷にはたらく重力と浮力がつり合っているからだね。 ア と B:そうだよ。 この氷にはたらく浮力の大きさは、アルキメデスの原理より、 表せるね。この浮力と重力のつり合いから、 水と氷の密度の比を体積の比で表すこと ができるね。 A: なるほど。 ところで、この氷が解けたら水面は上昇するかな、 下降するかな。 B: それはね、 イんだ。実際にそのようになるか、氷がとけるのを待ってみよう。

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理科 中学生

(1)のプリントに書いてあるやり方が理解できません。教えてください!

さやに か、 5 浮力 学習のねらい 浮力について考察することができる。 体積: 3×3×3=27cm² 1辺の長さが3cmの立方体Aをばねばかり につるし、水に沈めた。 表は、 A を沈めた深さ とばねばかりの値を示したものである。 ただし、 100gの物体にはたらく重力の大きさを1N、 水の密度を1g/cm3 とする。 立方体A 水面 水 に1 5 (1) 300Pa 25 125 (2) 0.27N 水中部分の (4) 1辺の長さが5cm で質量がAと同じ立方体Cを2cm 沈めた。このとき、 ばねばかりの示す値は 0.63N と比べてどのようでしたか。 (5) (4) のようになる理由を、 「水中の物体の」 に続けて、簡潔に書きなさい。 (1) A を沈めた深さが3cm のとき、Aの底面 が水から受ける圧力は何Paですか。 (2) 図のようにAを4cm 沈めたとき、 A にはたらいている浮力は何Nですか。 (3)Aと同じ体積で質量が50gの立方体Bを、 図のように4cm 沈めたとき、 Bにはたらく浮力は何Nですか。 空気中でのばねばかりの値 (3) 0.27N 2cm 4cm (4) 小さかった。 沈めた深さ(cm) 水中の物体の 0 2 4 ばねばかりの値[N] 0.81 0.63 0.54 例体積が大きい (5) ほど浮力も大き くなるから。 (2) 水圧が大きいほど、 ゴム膜 のへこみ方は大きくなる。 5 ★正解へのステップ ↑ 浮力 水 111 水圧 水中の物体の上面にはたらく水圧 より、下面にはたらく水圧のほう が大きいため、この差によって上 向きの力 (浮力) が生じる。 浮力の 空気中での 大きさ = ばねばかり [[N] の値〔N〕 水中での ばねばかり の値〔N〕 体積が大きい 例浮力と重力の (6) 立方体Cを(4)より深く沈めていったところ、途中で浮いてしまい、それ(6) 大きさが等しく 以上沈まなくなった。 その理由について述べた次の文の にあてはまる 内容を書きなさい。 浮力が大きいほど水中でのばねばかりの値が小さい 立方体Cにはたらく なった |から。 記述サポート (1) 深さ3cmのとき、Aの底 面の上にある水の体積は 27cm² で、 重さは 0.27N。 よって、 水圧は、 0.27N 0.03m×0.03m -= 300Pa

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理科 中学生

(6)の距離の求め方教えてください 答えは3cmです

Bを水槽の水に入れたところ、 図1のように, Aはしずみ, Bは水面からBの底面までの距離が2cmで静止した。 4 恵さんは, 水中の物体にはたらく力について実験を行った。 下の(1)~(6) の問いに答えなさ い。 ただし, 100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとし, フックや糸の体積と質量,滑 車の摩擦は考えないものとする。 【実験Ⅰ】 水がしみこまない, 表1のような直方体の物体A, すいそう A B 表1 底面積 [cm] 10 40 【実験Ⅱ】 図2のように, Aをばねばかりにつるして水に入れ, 水面からAの底面までの距離をSとしてばねばかりの値を読 み, 表2にまとめた。 高さ [cm] 質量[g] 4 80 5 30 80 図1 B. フック 水面 【実験ⅢII】 図3のように, 水槽の底に固定した滑車を使ってB につけた糸をばねばかりで引き, 水面からBの底面までの距 離をTとしてばねばかりの値を読み, 表3にまとめた。 12cm 底面 水槽 図2 図3 ばねばかり 一糸 A SI 底面 表2 S [cm] ばねばかり の値[N] 1 2 3 4 5 6 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 0.4 表3 Tcm 4 5 底面 滑車 ばねばかり の値 [N] 2 3 0 0.4 0.8 1.2 1.2 1.2 6 7 図4 (1) 図1について, Bにはたらく重力はどのように表されるか, 図4に 矢印でかきなさい。 ただし, 方眼の1目盛りを0.2Nとする。 底面 (2) 下線部は,変形したばねが,もとにもどろうとする性質を利用した 道具である。 この性質によって生じる力を何というか,書きなさい。 (3)Tが6cmのとき, Bにはたらく浮力の大きさは何Nか, 求めなさい。 (4) 次のうち, Sが4cmのときのAの底面にはたらく水圧の大きさと, Tが4cmのときのBの 底面にはたらく水圧の大きさの比を表しているのはどれか, 1つ選んで記号を書きなさい。 ア 1:41:21:1 エ 2:1 オ 4:1 (5) 表2, 表3をもとに, 恵さんが考えた次の文が正しくなるように, Xにあてはまる内容を 書きなさい。 物体の X が大きくなるほど浮力は大きくなるが, 物体がすべて水に入った 状態では, 物体の X が変わらず, 浮力は変わらない。 (6) 恵さんは, 図5のように, BにAをのせたアと, BにAをつり下 図5 ア げたイを,それぞれ水に入れ、手で支えた。 手を離したところ, ア, イのどちらも水にうき, 水平に静止した。 このとき, 水面からBの 底面までの距離が小さいのはア, イのどちらか, 記号を書きなさい。 また、その距離は何cmか, 求めなさい。 A B

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