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理科 中学生

中3物理(イ)の解き方を教えてください

5 斜面上と水平面上の物体の運動とエネルギーについて調べるために,次のような実験を 行った。これらの実験とその結果について, あとの各問いに答えなさい。 ただし,小球と 台車にはたらく摩擦力や空気の抵抗は無視できるものとし, 小球と台車は,斜面と水平面 が接する点をなめらかに通過するものとする。 〔実験 1] ①図1のように,ある高さの台を水平面上に置いて,この台を支えにして水平 2.4 面上の点Pから続く斜面をつくった。 147 P 図1 140 斜面 小球 40cm 一台 120cm (2) 水平面から 40cm の高さになるように小球を斜面上に置いて手で支えた。 ③ 小球を支えていた手を静かにはなしたところ,小球は斜面を下り,点Pと水 平面上の点 Q を通過した。このとき,手をはなしてからの小球の運動のようす 1秒間に50回の割合で発光するストロボスコープの光を当てて写真撮影し た。その結果, 小球が点P と点 Qを通過したのは,小球を支えていた手を静か にはなしてからそれぞれ1.4秒後と2.4秒後であることがわかった。 図2は,ストロボスコープの光を当てて撮影した写真をもとに, 横軸に小球 が動き出してからの時間 [s] を,縦軸に小球の速さ [m/s] をとり,その関係 をグラフに表したものである。 () no 3.0 小球の速さ の 2.0 [m/s] 1.0 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 小球が動き出してからの時間 〔s〕 図2 は 8 ④次に,水平面から20cmの高さになるように小球を斜面上に置いて,③と同じ ことを行った。 【実験2] ① 図3のように,厚い本の間に定規をはさみ, 真上から見たときに本の背と定 規のめもりのついた辺が平行になるようにした。 本日( 定規が動く |向き 厚い本 本の背衝突前の台車の台車 台車にはたらく 運動の向き | 重力の作用点 定規 厚い本 定規 台 水平面 台車の高さ 図3 ②次に,①の定規をはさんだ本を水平面に固定し,台車の高さが5.0cm になる ③③3 ように質量 1.0kgの台車を斜面上に置いて手で支えた。 台車を支えていた手を静かにはなしたところ,台車は斜面とそれに続く水平 面上を運動し,やがて,厚い本にはさんだ定規に衝突した。このときの定規が 動いた距離を測定した。

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理科 中学生

中3物理です。 この問題の(2)をわかりやすく解説お願いしたいです。 答えは4倍です。

力確認 実プリ 運動とエネルギー (ステップ B 1 図1のように、なめらかな斜面上の点Pに、台車Q 図1 を置いて手で支え、静かに手を離した。このときの斜面 を下る台車Qの運動のようすを、1秒間に 60回打点す る記録タイマーで調べた。 紙テープに記録された打点を 6打点ごとに区切り、各区間を図2のようにA~Cとし 図2 た。次に、図3のように、 図1の装置の斜面の傾きを大 きくして、点Pと同じ高さの斜面上の点Rに、台車Qを 置いて手で支え、静かに手を離した。 ただし、摩擦や空 (愛媛) 気抵抗、 紙テープの質量は考えないものとする。 (1) 図2の区間Cの長さを測定すると6.3cm であった。 台車Q 点P 名前 記録タイマー 紙テープ 高さ 水平な床 A B 図3 C 記録タイマー 台車Q R 紙テープ 水平な床 区間Cにおける台車Qの平均の速さは何cm/sか。 (2)斜面を下る台車Qがもつ運動エネルギーが、 台車Qがもつ位置エネルギーの3倍 のとき、台車Qがもつ力学的エネルギーは、 台車Qがもつ位置エネルギーの何倍か。 に適するものを、それぞれ下のア~ウから選びなさい。 (3) 次の文の 台車Qの速さが増加する割合を、 図1と図3で比べると、 1 先端が床に達 する直前の台車Qの速さを、 図1と図3で比べると、 ② 0 ア. 図1の方が大きい イ. 図3の方が大きい ウ. 同じである

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