物体にはたらく力と運動の問題!点数が上がる高校入試理科問題

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物体の運動に関する問題の中でも、みんながよく間違えるのが物体にはたらく力についての問題です。斜面を下る物体にはたらく力や、摩擦がない水辺面上を動く物体にはたらく力について出題されます。

物体にはたらく力と運動の問題

問題下の図は、鉄球がA点から斜面上を転がり、水平面上をD点まで運動する物体を記録したものである。これについて、次の各問いに答えなさい。ただし、空気の抵抗や斜面、水平面の摩擦は無いものとする。

物体の運動と力

(1)鉄球がA~B間を運動しているとき、鉄球の速さはどうなるか。

(2)鉄球がA~B間を運動しているとき、鉄球の速さが(1)のようになるのはなぜか。「運動の向き」と「力」という語句を使って説明しなさい。

(3)鉄球がC~D間を運動しているとき、鉄球の速さはどうなるか。また、このような運動を何というか。

(4)鉄球がC~D間を運動しているとき、鉄球の速さが(2)のようになるのはなぜか。「運動の向き」と「力」という語句を使って説明しなさい。

(5)鉄球がC点を運動しているとき、鉄球にはたらいている力を2つ答えなさい。

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物体にはたらく力と運動の問題 解答・解説

(1)だんだん速くなる。

斜面上にある物体は、斜面を下る方向にだんだん速くなる運動をします。このとき、斜面の角度が変わらない場合、速さの変化の仕方は一定になることに注意しましょう。

(2)運動の向きと同じ向きに力がはたらくから。

斜面上にある物体には、重力の斜面に平行な方向の分力がはたらきます。この分力と運動の向きが同じになるので、物体はだんだん速くなる運動をします。

(3)速さ:一定で変化しない。 運動:等速直線運動

摩擦がない水辺面上を運動する物体の速さは変化しません。この速さが一定の運動を等速直線運動といいます。

(4)運動の向きと同じ向きにも、運動の向きと逆向きにも力がはたらかないから。

等速直線運動を行っている物体には、運動の方向にも運動の向きと逆向きにも力がはたらいていません。はたらいていても、それと逆向きの力がはたらいていて力がつり合い打ち消し合っています。

(5)重力、垂直抗力

水平面を運動している物体には、重力と垂直抗力がはたらいています。この2力はつり合いの関係にあり、打ち消し合ってその合力は0(ゼロ)になっています。
基本の復習中3理科「力と運動」物体にはたらく力は超頻出!

次の学習内容

中3理科「記録タイマー」の計算問題

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