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公立入試直前対策講座 理科一 55
る
ばねの性質と物体にはたらく浮力について調べるために, 次の実験を行った。 後の[問1]~[問7)
らたさい。ただし, ばねの重さ, ばねに取り付けた指針とセロハンテープの重さ, 糸の重さと
績は考えないものとし、 質量 100gの物体にはたらく重力の大きさを1N とする。
図1のように, スタンドにばねとものさしを取り付け, ば 図1
ねの下端にセロハンテープで固定した指針を, ものさしのOcm
の位置に合わせた。次に, 図2のように, このばねにつり下げ
る質量30gのおもりを1個,2個, 3個, …と増やしていき。
ばねを引く力の大きさとばねののびとの関係を調べた。表はそ
の結果をまとめたものである。
図2
ばね、
ばねの
のび ロ
指針
ものさし
おもり
表おもりの個数
【個】|0
1
2
3
4
0.3 |0.6 |0.9 |1.21.5| 1.8
15/3.0|4.5 6.07.5 9.0
ばねを引く力の大きさ[N)
5
6
|スタンド
0
ばねののび
lcm.
0
実験I 図3のような縦4cm, 横5cm, 高さ 6cmの
質量 180gの直方体の物体がある。この物体の A
の面が上になるようにして, 図4のように, 実験
Iで用いたばねに糸でつるした。水面と物体の底
面を平行にして、水の入った容器に支持棒を動か
して沈めていった。物体を水中に1cm 沈めるご
とに,ばねののびを調べ,物体の底面が水面から
9.cmの距離になるまで沈めた。図5はその結果をグラフに表したものである。
(問1] 力の大きさを表す単位には, Nを使うが,よみを書きなさい。
(問2] 実験Iから, ばねを引く力の大きさとばねののびとの間には,どのような関係があるか,書
きなさい。
(問3) 図3の物体を,月面上で実験Iのばねにつり下げたとき, ばねののびは何 cmになるか。ま
た,この物体を月面上で上皿てんびんにのせると,何gの分銅とつっりあうか。ただし,月面上で
物体にはたらく重力は,地球上の重力の6分の1になるものとする。
(問4] 図3の物体の密度はいくらか, 単位をつけて書きなさい。
(問5] 図3の物体をすべて水に沈めたとき, 物体に
はたらく水圧のようすを正しく矢印で表したものは
どれか。右のア~エの中から適切なものを1つ選ん
で,その記号を書きなさい。ただし, ア~エの矢印は,水圧がはたらく向きと大きさを示している。
(関6] 次の文は,図5のグラフから,水面から物体の底面までの距離と 図5
はねののびとの関係をもとにして,浮力の大きさについて考察したも
のである。文中の0]にはあてはまる適切な語句を、
切な数値を,それぞれ書きなさい。
水面から物体の底面までの距離が6cmになるまでは、物体が沈むに
つれて,ばねののびは ]ため,物体の水中部分の体積が大きいほ
ど,浮力の大きさは大きくなることがわかった。このことから, 物体が 水面から物体の底面までの距離(cm)
すべて水中に沈んだとき,浮力は最大となり,浮力の大きさは Nとなる。
[間7) 図3の物体のBの面が上になるようにして,実験Iと同じように,物体を水中に1cm ず
つ沈めていったとき、水面から物体の底面までの距離とばねののびとの関係を図5のグラフに表
しなさい。
図3
図4
支持棒
GAr
A
C
B6cm
ばねののびイ
質量
180g
4 cm 水面から物体、口
の底面までの
距離
-5cm
(en.
0、3ん。
水の入った。
容器
130
1,5
ロ
Tf 水
[cm) 9
8
7
2には適
5
4
012345 6 7 8 9
Fomm
ro000
ばねののび
目
