力のつり合いと作用・反作用!点数が上がる高校入試理科問題

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力と運動の単元で登場する、力のつり合いと作用・反作用に関する問題演習です。つり合いの関係にある力、作用・反作用の関係にある力の区別ができるか確認しましょう。

力のつり合いと作用・反作用

力のつり合いと作用・反作用問題右の図は、物体をばねにぶら下げ、天井からつるしたものである。ばねがのび、しばらく時間をおいて物体を静止させた状態の図である。これについて、以下の各問いに答えなさい。ただし、ばねにはたらく重力は無視できるものとする。

(1)図中Aの力は、物体にはたらく重力を表している。重力とはどのような力か。「〇〇が△△を引く力」のように説明しなさい。

(2)図中のばねには、もとの形に戻ろうとする性質がある。この性質を何というか。

(3)右の図で、2力のつり合いの関係にある力は、どれとどれか。記号で2組答えなさい。

(4)右の図で、作用・反作用の関係にある力はどれとどれか。記号で2組答えなさい。

(5)右図の物体をばねから外し、床に置いて静止させた場合、物体にはたらく重力とつり合う力は何か。力の名称を答えなさい。

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力のつり合いと作用・反作用 解答・解説

(1)地球が物体を引く力。

重力とは、地球が物体をその中心に向かって引く力である。地球上のすべての物体にはたらく力で、物体の全ての部分にはたらく力なので、物体の中心に作用点を取って、真下に矢印を引きます。

(2)弾性

弾性とは、変形した物体が元に戻ろうとする性質である。ばねやゴムなどが引き伸ばされたときにこの性質が現れます。この弾性によってつくりだされる力が弾性力です。

(3)AとC、BとE

2力のつり合いの関係にある力を見つけるには、まず1つの物体のみに注目します。図の物体に注目すると、物体にはたらく重力Aと、物体をばねが引き上げる力である弾性力Cがはたらき、つり合っていることがわかります。また、ばねも引き伸ばされた状態で静止しています。ばねだけに注目して、ばねにはたらいている力を確認すると、ばねを下向きに引く力Bと、天井がばねを上向きに引く力Eがつり合いの関係にあることがわかります。

(4)BとC、DとE

作用・反作用の関係にある2力は、1つの作用点から2つの物体に向かって伸びる力になります。物体とばねの接点に注目すると、物体がばねを下向きに引くと(B)、ばねも物体を上向きに引っ張っています(C)。また、天井とばねの接点に注目すると、ばねが天井を下向きに引く力(D)と、天井がばねを上向きに引く力(E)が、作用・反作用の関係にあることがわかります。
基本の復習中3理科「2力のつり合い」と「作用・反作用」の違い!

次の学習内容

中3理科「力と運動」物体にはたらく力は超頻出!

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