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1力のはたらき

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Academic year: 2021

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全文

(1)

① 2つの力の大きさは、(      )。 

② 2つの力は、(      )上にある。 

③ 2つの力の向きは、(     )である。

Step 

力のつり合い

等しい

一直線 反対

いろいろな力のつり合い 

問題 ①・②につり合う力を作図しなさい。

2N

3N

重力 垂直抗力

重力

糸がおもりうぃ引く力

(2)

2つの力と同じはたらきをする1つの力を求めることを力の(      )といい。

合成してできて力を、2つの力の(     )という。

Step 

力の合成

合成

合力

同じ向きにはたらく2つの合力 

問題  

2つの力A,Bが点Oにはたらいている。それぞれの合力を作図によって求めなさい。ただ し、1Nの大きさは、方眼1目盛とする。

・大きさ:2つの力の大きさの(   ) 

・向き:2つの力と(     )向き

・大きさ:2つの力の大きさの(   ) 

・向き:(     )方の力と同じ向き 差 和 大きい 同じ

F1

F2

F1 F2

F3

F1 F2

反対向きにはたらく2つの合力 

F1 F2

F3

F1 F2

     N

O F1 O F2

     N

(3)

2つの力の合力は、(      )の作図によって求められる。

Step 

一直線上にない2つの力の合成

F2

平行四辺形 F1

合力 合力の求め方 

O

F1

O

F2

力のつり合いと合力 

・物体に2つの力がつり合っている場合、合 力は(   )である。 

・図はバケツを二人で持ち上げて静止したと きの図である。力(   )と力(   ) の合力は力(   )とつり合っている。こ のように、物体に、3つのはたらく力がつり 合っているとき、2つの力の合力と残りの力 はつり合っている。

力A 力B

力C

A B

C 0

バケツ

(4)

・1つの力と同じはたらきをする2つの力に分けることを力の(      )という。 

・1つの力と同じはたらきをする2つの力をもとの1つの力の(    )というか。 

・分力は分解する方向によって何通りもでき、(       )の作図で求められる。

Step 

力の分解

② 斜面の角度が小さいとき

分力

① 水平なとき

分解

斜面上の物体にはたらく重力の分力 

力A 力B

重力

力A 力B

重力 平行四辺形

② 斜面の角度が大きいとき

重力

斜面にそう分力A

斜面に垂直な分力B

・斜面上の物体にはたらく重力の分力は、斜面にそう分力Aと斜面に垂直な分力Bに分解でき る。このとき、斜面に垂直な分力Bは(      )とつりあっている。 

・斜面の角度が大きくなるほど、斜面に垂直な分力Bは(      )なることがわかる。

垂直抗力 垂直抗力

垂直抗力

小さく

(5)

速さ(m/s)

Step 

運動の速さと向き

・等間隔で連続して光をだす装置。これを使うことで、物体 の運動のようすを一定の時間間隔で撮影できる。

問題 

運動の速さ 

ストロボスコープ

   

移動した(    )(m)

移動にかかった(    )(秒)

距離

時間

運動の向き 

左の図から運動の向きは、

(       )ことがわかる。変化していない

「ゆかをすべるドライアイスの図」

・先生は、200走を20秒で走るという。このときの速さ は何m/sか。

   

10 m / s

・時速50kmの車は、2時間30分で、何km走るか。

   

20km 200 20=10

50 2.5=500 25=20

(6)

・同じ向きに運動する物体の速さを調べるには、(      )を使う。東日本 では(   )分の1、西日本では(   )分の1ごとに点を打つものが多い。60

Step 

記録タイマー

記録タイマー

秒 記録タイマーについて 

50

テープの長さと速さ 

西 日本

日本

1 50

1 60 秒

5cm

(    )秒0.1

5打点→        秒 

→(    )秒 5

50

6打点→        秒 

→(    )秒 6 0.160 0.1

(1) 上の図のときの物体の運動の速さは何cm/sか。

問題 

(2) 1秒間に60打点する記録タイマーがある。3打点では何秒になるか。 

(3) 0.1秒間のテープの長さが20cmだった。このとき物体の速さは何m/sか。

   

50 cm / s 0.1秒 → 5cm 

1秒 → x cm 5  10=50

0,05秒

   

3

60 = 1 20

=0.05

2 m / s

   

20  10=200cm→2m

・ごく短い時間に移動した距離をその時間で割ったときの速さを(    )の速さという。  

・ある距離を一定の速さで走ったと仮定したときの速さを(    )の速さという。 

Step 

平均の速さと瞬間の速さ

瞬間 平均

(7)

①  斜面の角度を5 にして、図のような実験を行 い、記録タイマーのテープを並べる。※記録タイ マーは1秒間に50回打点するものを使った。

斜面を下る台車の運動を調べる実験

・台車の速さは時間とともに(    )なる。 

・0.1秒ごとの速さの増え方は時間がたっても(      )。 

・つまり、台車の速さは一定の(     )で増えている。 

・また、斜面の角度が大きいほど、速さの増え方が(     )。

Step 

斜面を下る運動

②  斜面の角度を10 にして、同様の実験を行う。

結果 

(cm)

① 

② 

A B C D E A B C D E

0.4  (cm)

1.0  1.2  1.8  2.4

4.9

1.0  3.6

2.3 6.2

0.1 0.1

速く

変わらない 割合

大きい 問題 

(1) 実験①のDのときの物体の速さは何cm/sか。

(2) 実験②で台車の速さは、5打点ごとに 何cm/s増えているか。

   

   

18cm/s

13cm/s まとめ

1.8 10=18 2.3­1.0=1.3 1.3 10=13

(8)

・静止していた物体が真下に落下する運動を

(         )運動という。

Step 

自由落下運動

自由落下

速さが減少する運動 

・自由落下運動では、一定の大きさの(    )がはたら き続けるため、物体の運動の速さは一定の割合で速くなる。

速さの変化の割合は、質量によって、(       )。

重力 変わらない

Step 

力の向きと運動

・物体に力がはたらくと、運動の(    )や

(     )が変化する。

速さ 向き

力と運動 

・斜面を上向きに運動している球は、速さがしだいに 減少する。これは運動の向きとは(    )向きに 斜面にそう力がはたらき続けているためである。

反対

(9)

・物体が等速直線運動をしているとき、速さは(     )で、物体が進んだ距離は、

時間に(      )している。

Step 

等速直線運動

重力 比例

一定

等速直線運動と力のつり合い

・速さが一定で一直線上を進む運動。

   

等速直線運動

『記録タイマーのテープのようす』

(cm)

15 0.1

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

時間(秒)

① 時間と速さの関係

② 時間と距離の関係

2 4 6 8 10

2 4 6

2 6

問題 

※1秒間に50打点する。

この物体の速さは何m/sか。

   

15 10=150cm=1.5m 1.5m / s

空気の抵抗

・雨粒は、雨粒にはたらく重力と空気の抵抗が

(       )ため、地上付近で は、一定の速さになっている。

つり合っている

「雨粒」

(10)

・外から力を加えない限り、静止している物体はいつまでも(     )し続け、運動 している物体はいつまでも(       )をし続ける。

Step 

慣性

・物体が運動を続けようとする性質を(     )という。

静止

ニュートンが唱えたこの法則

等速直線運動

慣性のはたらく例

慣性の法則

   

慣性

・体が(    )のめりになる。

急ブレーキ 急発進

・体が(    )にたおれる。後ろ 前

① 作用と反作用の大きさは(     )。 

② 作用と反作用は、(      )上にある。 

③ 作用と反作用の向きは、(     )である。

Step 

作用・反作用

・物体Aが物体Bに力を加えるとき、物体Aが物体Bに加える力を(      )という。 

・物体Aが物体Bに力を加えるとき、物体Bが物体Aにおよぼす力を(      )という。

作用

ロケットがガスを押す力

等しい 一直線

反対

ガスがロケットを押す力

反作用

(11)

・物体が力を加えた方向に動いたとき、力が物体に対して(     )をしたという。

仕事(   )=力の(     )(N)  力の向きに動かした(     )(m)

Step 

仕事

① 3Nの物体の高さを1.5mあげると 仕事は何Jか。 

J

30cm

仕事

問題 

物体を床の上で動かす仕事

大きさ 距離

   

2kg=2000g=20N

2kg 30cm=0.3m

20N 0.3m=60J

② 10kgのバーベルを50cm持ちあ げたときの仕事は何Jか。 

   

   

3N 1.5m=4.5J

4.5J

100N 0.5=50J 50J

仕事(J)=摩擦力の(      )(N)  動かした(     )(m)大きさ 距離

20cm 摩擦力 2N

   

2 0.2=0.4J

仕事が0になる場合

① 物体につからを加えても物体が(      )ない場合。 

② 物体にはたらく力と物体の移動方向が(     )な場合。垂直 動か

② 30Nの力で荷物を持って、

水平に5m移動したときの仕事

① 200Nの力で壁を押 したが、全く動かな かったときの仕事

(12)

力の大きさ(N) 距離(m) 仕事(J)

① 直接 0.50 0.1

② 動滑車 0.25 0.2

動滑車を使っても、直接持ち上げたときと仕事の大きさは(         )。

Step 

仕事の原理

0.05

① おもりを直接持ち上げたときの仕事を調べる。

動滑車を使ったときの仕事の大きさを調べる

② 動滑車を使って、おもりを持ち上げたときの仕事を調べる。

結果 

0.05

問題1

(1) 動滑車を使った場合、糸を引く力はもとの力の何倍か。  1

倍  

2

(2) 動滑車を使った場合、糸を引く距離はもとの引く距離の何倍か。   2

倍  

変わらない

仕事の原理

   

問題2

(1) 10kgの物体を2mあげたときの仕事の大きさはいくつか。 

(2) 定滑車を使って、10kgの物体を2mあげたときの仕事の大きさはいくつか。 

(3) 動滑車を使って、10kgの物体を2mあげたときの仕事の大きさはいくつか。 

200

J  

200

J  

200

J  

100 2=200

100 2=200 50 4=200

J=N m

100g=1N , 1kg=10N

(13)

Step 

仕事の原理の例

斜面での仕事

0.5m 1m

5N

10N

物体を同じ高さまで上げる場合、斜面を利用する と、真上に持ち上げる場合より、(     ) な力で物体を持ち上げられる。しかし、物体を動 かす(     )が長くなり、仕事の大きさは

(        )。変わらない

小さ 距離

てこによる仕事

50N

100N

1m

2m

0.5m 1m

問題 次のときの仕事の大きさを求めなさい。

(2) 50Nの力で1m押し下げる。

(1) 100Nの力で0.5m持ち上げる。

50

J  

50

J  

100 0.5=50 50 1=50

物体を動かすときに、斜面や道具などを使って 力を(    )くすると、逆に、物体を動か す(    )が長くなる、結果として仕事の 大きさは(       )。変わらない

小さ

距離 仕事の原理

   

(14)

Step 

仕事率

一定時間の間にどれだけの仕事をしたかという割合のこと。

問題 次のときの仕事率を求めなさい。

仕事率

   

仕事率(   )=仕事(J )   仕事に要した(    )(S)W 時間

(2) 手回し発電機で200gのおもりを30cmの高 さまで、10秒かけて持ち上げる。

(1) 10kgの荷物を2mの高さまで、5秒か けて持ち上げる。

※J=N m  100g=1N

     

100N 2m=200J 200J 5s=40W

2N 0.3m=0.6J 0.6J 10s=0.06W

(15)

・物体の位置が(     )ほど大きい。 

・物体の質量が(     )ほど大きい。

Step 

エネルギーと位置エネルギー

・高いところにある物体が持っているエネルギー

高い

・仕事をする能力

位置エネルギー

エネルギー

   

単位

ジュール(J)

   

位置エネルギー

   

位置エネルギーの大きさと高さや質量の関係を調べる実験

① 机から金属球までの高さをはかる。

② 金属球を落下させ、木片にあて、木片の移動 距離をはかる。

③ 金属球を落下させる高さを変えて、①と②を 繰り返す。

④ 金属球の質量を変えて、①と②を繰り返す。

金属球の高さと木片の移動距離の関係

大きい

結果 まとめ

金属a(質量33g)

金属b(質量49g)

(16)

・物体の速さが(     )ほど大きい。 

・物体の質量が(     )ほど大きい。

Step 

運動エネルギー

・運動している物体が持っているエネルギー

速い

運動エネルギー

   

運動エネルギーの大きさと高さや質量の関係を調べる実験

① 速さ測定器で、衝突直前の金属球の速 さを調べる。

② 金属球を落下させ、木片にあて、木片の移動 距離をはかる。

③ 金属球の速度を変えて、①と②を繰り返す。

④ 金属球の質量を変えて、①と②を繰り返す。

金属球の速さ木片の移動距離の関係

大きい

結果 まとめ

金属a(質量33g)

金属b(質量49g)

(17)

力学的エネルギー=(    )エネルギー+(    )エネルギー=(    )

Step

力学的エネルギーの保存

・位置エネルギーと運動エネルギーの和。

運動

図 振り子の持つエネルギー変化

位置

問題 

力学的エネルギー

   

力学的エネルギーが一定に保たれること。

   

力学的エネルギーの保存 振り子の運動

P

Q

R

S

T

(1) 位置エネルギーが最大なのはどこか。

P、T

   

(2) 位置エネルギーが最小なのはどこか。

   

R

   

P Q R S T

(3) 運動エネルギーが最大なのはどこか。

   

(4) 運動エネルギーが最小なのはどこか。

   

R

P、T

(5)左の図に力学的エネルギーを示すグラフ を書きなさい。

一定

斜面を下る台車の運動や振り子の運動では、物体の持つ力学的エネルギーの大きさ は、運動を始める前に持っていて(     )エネルギーの大きさに等しい。位置

(18)

・音の波が持つエネルギー

Step 

いろいろなエネルギー

・変形したゴムやばねが持つエネルギー 弾性エネルギー

   

・電気が持つエネルギー 電気エネルギー

   

・熱が持つエネルギー 熱エネルギー

   

・光が持つエネルギー 光エネルギー

   

・燃料となる物質はエネルギーを持っている。

こうした物体がもっているエネルギー

   

化学エネルギー

音エネルギー

   

・原子核の状態の変化に関係しているエネルギー 核エネルギー

   

(19)

(     )エネルギー

(     )エネルギー

Step 

エネルギーの移り変わり

① 太陽光発電

問題 次のときのエネルギーの移り変わりを答えなさい。

光 電気

(     )エネルギー (     )エネルギー

② 石油ストーブ

化学 熱

(     )エネルギー

(     )エネルギー

③ スピーカー

電気 音

(     )エネルギー

(     )エネルギー

④ 火起こし器

運動 熱

(     )エネルギー

(     )エネルギー

⑤ 水蒸気で羽根車を動かし、おもりを引き上げる。

化学 熱

(     )エネルギー

(     )エネルギー位置 運動

一般に、エネルギーが移り変わる前後で、エネル

ギーの総量は常に一定に保たれる。 エネルギー保存

   

(20)

LED電球は白熱電球より熱の発生が(    )い。

消費したエネルギーに対する、利用できるエネルギーの割合を(       ) という。 

Step 

10

エネルギーの利用と効率

エネルギー変換効率

例)明るさが同じのLED電球と白熱電球

少な

熱の伝わり方

LED電球は白熱電球よりエネルギー変換効率が

(    )。良い

・高温のものと低温のものが接触しているとき、熱は温度の高い方から低い方へ移動する。

このような熱の伝わり方を(      )という。物質によって、熱の伝わりや すさ(熱伝導率)が(      )。 

・加熱された水は膨張して密度が小さくなって、上部へと移動し、上部の冷たい水と入れか わる。このように物体が循環して熱が伝わる現象を(      )という。  

・温められた水やコップから外部へは、(         )によって熱が出ていく。 放射(熱放射)

伝導(熱伝導)

ちがう

対流 エネルギー効率

(     )放射

(     )対流

床暖房

(      )熱伝導

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