【定期テスト対策問題】力のつり合いと作用・反作用

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力のつり合いと作用・反作用の演習問題を行います。

ポイント 【中学理科】力のつり合いと作用・反作用のポイント

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【対策問題】力のつり合いと作用・反作用

力のつり合いと作用・反作用右の図は、物体をばねにぶら下げ、天井からつるしたもので、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。

【解答・解説】力のつり合いと作用・反作用

(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す。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す。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。図のばねにつるされた物体に注目すると、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。このように、2力つり合いの力を探すためには、1つの物体のみに注目し、その物体にはたらく2力を探せばいいのです。

(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。このように、作用・反作用の関係にある2力を探す場合、1つの作用点に注目し、そこから2つの物体にはたらく2力を探せばいいのです。

(5)垂直抗力

床などが物体を垂直に押し返す力を「垂直抗力」といいます。床の上に置いてあり、静止している物体には重力と垂直抗力がはたらき、つりあいの関係になっているのです。

中3理科
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この記事を書いた人

Exameeでは、理科の記事を担当。中学基礎・基礎学習サイトPikuuの編集長も兼任。普段は、学習塾で理科、高校生物、高校物理、高校地学を担当。丁寧でわかりやすい授業が好評を博する。

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