【中3理科問題】力と運動・物体にはたらく力の練習問題

物体に力がはたらくとどのような運動をするのか演習問題で確認しましょう。

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物体にはたらく力の確認問題

(1)物体に力がはたらいていても物体が静止している場合、物体にはたらいている力はどうなっていると言えるか。
(2)物体にはたらく2力がつり合うための条件を3つ答えよ。
(3)床の上に物体があり静止しているとき、重力とつり合っている力は何か。
(4)物体が水面に浮かんで静止しているとき、物体にはたらく重力とつり合っている力は何か。
(5)床の上にある物体に力を加えて動かそうとするとき、動く向きと逆向きにはたらき、物体の運動をさまたげようとする力を何というか。
(6)物体の運動の向きと同じ向きに力がはたらくと、物体の速さはどうなるか。
(7)物体の運動の向きと同じ向きにも、逆向きにも力がはたらかないとき、物体の速さはどうなるか。
(8)(4)の運動を特に何というか。
(9)斜面を下る台車の速さは次第にどうなるか。
(10)斜面を下る台車の運動の向きと同じ向きにはたらく力の大きさについて正しいものを選べ。
ア:だんだん大きくなる
イ:だんだん小さくなる
ウ:一定で変わらない
エ:はたらいていない

解答

(1)つり合っている
(2)2力の大きさが等しい。2力の向きが反対。2力は一直線上ではたらく。
(3)垂直抗力
(4)浮力
(5)摩擦力
(6)速くなる(大きくなる)
(7)一定で変化しない
(8)等速直線運動
(9)速くなる(大きくなる)
(10)

【練習問題】物体にはたらく力と運動

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。

【解答・解説】物体にはたらく力と運動

(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。

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