次の実験について,問いに答えなさい。
図1のように,水平な台の上に2つの斜面を設置し,真上から見て一直線になるようにレールを固定した。レール上のB点から斜面に沿って15cmの距離にあるA点に鉄球を置いて静かに手をはなすと,鉄球はレールに沿って斜面を下り,B点,C点を通過した後,反対側の斜面をD点まであがった。この間,センサーとコンピュータを使って鉄球の速さを測定した。図2は,この測定にもとづいて,鉄球が手を離れてからD点に達するまでの時間と鉄球の速さとの関係をグラフに表したものである。ただし,鉄球にはたらくまさつや空気の抵抗は無視できるものとする。
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| [問1] |
A点からB点までの間で,鉄球が斜面を下ってくるとき,斜面に平行な向きにはたらく力の大きさはどのようになるか,ア〜エから選びなさい。
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| ア |
一定でかわらない。 |
| イ |
しだいに大きくなる。 |
| ウ |
しだいに小さくなる。 |
| エ |
大きくなったり,小さくなったりする。
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| [問2] |
A点からC点までの間の,鉄球の平均の速さは,何cm/秒か,求めなさい。ただし,ここで求める平均の速さは,鉄球がA点からC点までの間を,一定の速さで運動したと考えた場合の速さとする。
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| [問3] |
下図は,実験で,鉄球がB点からD点までレール上を移動したときの,鉄球の移動距離と鉄球がもつ位置エネルギーの大きさとの関係をグラフに表したものである。鉄球の移動距離と鉄球がもつ力学的エネルギーの大きさとの関係を図にかき加えなさい。
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