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理科 中学生

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021 問題4 物体の運動とエネルギーについて,次のような実験を行った。 これについてあとの各問いに答えなさい。 【実験】 右の図のように台 1, 台 2, 水平面をな P 磁石 めらかに接続し、水平面の真ん中には水 平面を取り囲むようにコイルを設置した。 コイルの両端は, 水の入ったビーカーに 入れている電熱線に接続されている。 こ の状態で台1の点に小さな磁石を静かに 置くと、磁石は台1からすべりおり始め、 水平面を通過したあと, 台 2 を上昇して いった。 その後、 磁石は一瞬静止し, 今 度は台 2 をすべりおりていき、 再び水平 面を通過して台を上昇していくような往復運動をしたが、だんだんと往復の振れ幅が小さくなっていき 水平面上で静止した。このとき, 初めに台をすべりおりていくときの様子をデジタルビデオカメラで撮 影し, その映像を元に一定時間ごとの平均の速さを求めた。 また, この実験を一定回数繰り返して行っ たときのビーカーの水の温度上昇を測定した。 これらの一連の実験を, 磁石の質量を1.0kgと2.0kgの 2種類, 磁石を置く位置をP(水平面からの高さ40cm)とQ(水平面からの高さ20cm) の2種類, 繰り返 しの回数を50回と100回の2種類のそれぞれについて、 これらの条件を組み合わせて4種類の実験 (A, B, C, D) を行い, その結果を記録した。 実験結果を下の表にまとめた。 なお, 台や水平面と磁石 の間の摩擦や、磁石にはたらく空気抵抗は無視できるものとする。 また、電熱線以外の導線部分では 熱は発生せず、発生した熱はすべて水の温度上昇に使われたものとする。 さらに、 使用する磁石の磁 力の強さは質量に関係なく等しいものとし、 地球の磁気など外部の磁気の影響と磁石がコイルの中を 通過するとき以外のコイルに流れる電流が作る磁界の影響は無視できるものとする。 -9- 実験 A B C D 実験 A B C D 磁石の質 量 (kg) 1.0 2.0 1.0 2.0 磁石を置 いた位置 P P Q Q 繰り返しの 回数(回) 100 100 100 50 1台2 電熱線 140 140 140 水の温度 上昇(℃) 3.4 ピーカー 6.8 1.7 1.7 ウ.斜面からの垂直抗力 コイル R Q 水平面 平均の速さ(cm/s) 0~0.1s 0.1~0.2s 0.2~0.3s 0.3~0.4s 0.4〜0.5s 0.5~0.6s 0.6~0.7s 0.7~0.8s 0.8~0.9s 0.9~1.0s 20 60 100 140 179 219 259 280 280 280 20 60 100 179 219 259 280 280 280 20 60 100 179 198 198 198 188 188 20 60 100 179 198 198 198 188 188 台1 (1) 平均の速さはどのようにして求めるか。 最も適切なものを、次のア~エから一つ選んでその記号を書け。 ア. (移動した距離)÷(かかった時間) イ. (移動した距離)×(かかった時間) ウ.(かかった時間)÷(移動した距離) エ (かかった時間)×(移動した距離) (2) この実験で磁石が斜面をすべりおりている間に受けている力として正しいものを、次のア~エからすべて 選んで, その記号を書け。 ア. 重力 イ. 磁力 エ斜面に沿って平行な方向の速さ

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理科 中学生

力学的エネルギーと仕事の原理の問題です。採点、解説お願いします🙇‍♀️💦

学的エネルギー 図1のように、 質量 3.0kgの台車をA点から静 かにはなし、木片に衝突させ、木片が動いた距 離を測定しました。 図2は、台車の動きを記録タイマー (1秒間に5 0回打点)で記録したテープの一部です。 表1は、 その記録テープの長さを表したもので す。 表2は、 斜面の角度を調節しながら質量 3.0k 木片 C gの台車をはなす高さを変えて行った実験の結 果です。 表3は、台車のはなす高さを固定し、台車の質 量を変えて行った実験の結果です。 次の問いに答えなさい。 ただし、台車には摩 擦力がはたらかないものとして考えなさい。 ① 木片に当たる直前の台車の速さを求めな さい。 5 50 x 20 答 200cm/5 台車の質量を変えて行った実験では、台 車をはなす高さを何cmに固定しましたか。 答 25cm 3 質量 3.0kgの台車を高さ12.5cmから静 かにはなしたとき、木片は、何cm動きます か。 図1 2.5×6 図2 ①② A 表1 3 B ①からのテープの 長さ(cm) 表2 台車をはなした 高さ(cm) (4) 台車 A- 2 記録タイマー 5.0 3 木片が動いた 距離(cm) 表3 台車の質量(kg) 1.0 記録テープ 2.5 10.0 22.5 台車の質量:3.0kg 10.0 B 4 (5) 6.0 12.0 40.0 15.0 20.0 18.0 24.0 2.0 1.5 (6) 答 15cm ④ 質量 3.0kgの台車を高さ30.0cmから静かにはなしたとき、木片は、何cm動きますか。 (6) 60.0 2.5 3.0 答 12pm 25.0 木片が動いた 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 距離(cm) 答 36cm ⑤ 質量1.5kgの台車を高さ10.0cmから静かにはなしたとき、木片は、何cm動きますか。 30.0

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