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理科 中学生

⑵の①、②解説お願いします! ①は0.3N ②はウです!

物体 C 〔岩 1 ら りし 中 水 手 ふちょく 17 力の大きさとばねの伸びの関係を用いて, 浮力について調べる ために, 図1のような装置を組み, 下の実験1,2を行った。 図 2は,高さが5cm の容器に金属の小球を入れ、質量を20g, 40g. 60g,80g,100gに調整したおもりA~Eを模式的に表している。 容器はいずれも同じ形、同じ体積で、水中でも変形せず密閉で きる。なお、質量100gのおもりにはたらく重力の大きさを1.0N とする。また、糸はのび縮みせず、質量と体積が無視でき,お もりは水槽の底につくことはないものとする。 あとの問いに答 えなさい。 [ 山 形 ] 〔実験1] 図1の装置のばねに, おもりAをつるしてばねの伸びを 測定した。さらに, おもりをB〜Eにかえ,それぞれ同様に測 定した。 (1) 表は, 実験1の結果をまとめたものである。 ばねを引く力の大き さとばねの伸びの関係をグラフに描きなさい。ただし,測定値は 誤差を含んでいる。 表 なし おもり 力の大きさ 〔N〕 0 ばねの伸び [cm] 0 A 0.2 1.6 B 0.4 ばね 3.1 図2 AD20 目盛りを指す 20g グラフ ばねの伸び Blog 8.0 7.0 C D E 20 0.6 0.8 1.0 TS 4.7 6.3 7.8 〔実験2〕 図1の装置におもりEをつるし、図3のように,おもり 図3 Eを水槽の中に入れ,沈める深さを台の高さをかえて調節し, ばねの伸びを測定した。 4,1 6.0 5.0 伸 4.0 ものさし [cm] 3.0 2.0 T 40g 60g 80g 100g 1.0 おもり 水一 水槽ー (2) 実験2について,グラフをもとに,次の問いに答えなさい。 ① おもりの上面が水面から3cmの深さになるように調節したと きばねの伸びは5.6cm であった。 おもりにはたらく浮力の 大きさはおよそ何Nか, 小数第2位を四捨五入して, 小数第 ON 1位まで求めなさい。 [ 図4 ② おもりの上面が水面から6cmの深さになるように調節した。 このときのばねの伸びとして適切なものを,次のア~オから 1 つ選び,記号で答えなさい。 [ ] ア 2.6cm イ 2.8cm ウ 5.6cm I 8.6cm オ 11.2cm C D E スタンド | 19 HO 日 第1分野 1 光と音 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 力の大きさ [N] 水面 上面 下面 2力と圧力 す物 dop テスト! 理解度診断 M

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物理 高校生

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

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物理 高校生

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X, Y が間隔で平行に置かれている。 2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が0となるように傾斜している。 水平 部分の左端には, 抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池E が接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値 R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒 PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒 PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをgとして、以下の問に答えよ。 a R b E E [OR] とも P P' R, m B レール Y CH レール X 図1 2 01 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度vo を与えたところ,やがて PP' はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 2m1 問1 金属棒PP' の速さがとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P' か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, 4, B, v を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗 R と金属棒 PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け。 R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBL = 2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, m, a, Ⅰ l, B を用いて表せ。 ma = - IB l (4) 加速度αを, m, R, L, B, を用いて表せ。 _VBl VB22 a=-VBLXBlxmm 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に、 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 2 /mao² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり,その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 F 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを、 W, P, m, g, 0を用いて表せ。 - 38-

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