理科の予想問題「運動とエネルギー」

物体の速さを求める式として正しいものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

180mの距離を12秒で移動した物体の平均の速さは何m/sか。

自動車が時速72kmで走っている。この速さは何m/sか。

一定の速さで移動する物体の運動を何というか。次のア〜エから1つ選びなさい。

1秒間に60打点を打つ記録タイマーを使い、台車の運動を記録した。テープの6打点ごとに切り分けて長さを測ったところ、どの区間も同じ長さになった。この台車はどのような運動をしていたと考えられるか。

記録タイマーで運動を記録したテープにおいて、打点の間隔がだんだん広くなっている場合、台車の運動についてどのようなことがわかるか。

斜面を下る台車の運動を記録タイマーで調べたところ、時間が経つにつれてテープの打点間隔が一定の割合で広くなっていった。この運動にはたらいている力について、簡潔に説明しなさい。

物体に力がはたらいていないとき、または力がはたらいてもそれらがつり合っているとき、静止している物体はどうなるか。次のア〜エから1つ選びなさい。

電車が急に発車すると、立っている乗客の体が後ろに傾くように感じることがある。これはなぜか。「慣性」という語句を用いて簡潔に説明しなさい。

走行中のバスが急ブレーキをかけると、乗客の体は前のめりになる。この現象を説明するものとして最も適切なものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

物体に力がはたらいていないとき、または力がつり合っているとき、静止または等速直線運動の状態を続けようとする法則を何というか。

物体に力を加えたとき、物体の運動の状態（速さや向き）が変化する。物体に力がはたらくと運動の状態が変化しやすい・しにくいという性質と関係が深い物体の量は何か。次のア〜エから1つ選びなさい。

水平な台の上で静止していた台車に、一定の力を加え続けたところ、台車の速さはどうなるか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい（摩擦や空気の抵抗は考えないものとする）。

仕事を求める式として正しいものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

10Nの力で物体を3m持ち上げたときの仕事は何Jか。

壁を思い切り押したが、壁は全く動かなかった。このとき、壁に対してした仕事は何Jか。理由も含めて答えなさい。

質量2kgの物体を、重力にさからって1.5mの高さまで一定の速さで持ち上げた。100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとして、このときの仕事は何Jか。

斜面や道具（てこ・輪軸・滑車など）を使うと、同じ物体を持ち上げるのに必要な力を小さくすることができる。このとき、道具を使わずに直接持ち上げた場合と比べて、行う仕事の量はどうなるか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい（摩擦は考えないものとする）。

「仕事の原理」とはどのような原理か。簡潔に説明しなさい。

滑車を使って質量のある物体を持ち上げる実験で、動滑車を1つ使うと、直接持ち上げる場合と比べて、必要な力の大きさとロープを引く距離はそれぞれどのように変化するか。簡潔に説明しなさい（滑車やロープの重さ、摩擦は考えないものとする）。

仕事率とは何か。次のア〜エから最も適切な説明を1つ選びなさい。

60Jの仕事を12秒間で行ったときの仕事率は何Wか。

同じ量の荷物を同じ高さまで持ち上げる作業を、Aさんは10秒、Bさんは20秒で終えた。行った仕事の量が同じであるとき、AさんとBさんの仕事率について正しく述べたものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

他の物体に対して仕事をする能力のことを何というか。

運動している物体がもつエネルギーを何というか。

運動エネルギーの大きさは、物体の質量と速さのそれぞれとどのような関係にあるか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい。

斜面の上で台車を静かに離す実験を、離す高さを変えて行った。離す高さを2倍にすると、斜面を下りきったときの台車の運動エネルギーはどうなると考えられるか。簡潔に説明しなさい（摩擦や空気の抵抗は考えないものとする）。

高い位置にある物体がもつエネルギーを何というか。

位置エネルギーの大きさは、物体の質量と物体がある高さのそれぞれとどのような関係にあるか。簡潔に説明しなさい。

同じ質量の物体を、基準の高さから2倍の高さまで持ち上げると、位置エネルギーはどうなるか。

運動エネルギーと位置エネルギーを合わせて何というか。

摩擦や空気の抵抗がないとき、運動する物体の力学的エネルギーはどうなるか。次のア〜エから最も適切なものを1つ選びなさい。

振り子が最も高い位置（振れの端）で一瞬静止したときと、最も低い位置（振れの中央）を通過するときの、運動エネルギーと位置エネルギーの大小関係をそれぞれ簡潔に説明しなさい（空気の抵抗は考えないものとする）。

斜面の上の台車をある高さから静かに離したところ、摩擦によって運動エネルギーの一部が失われ、斜面の下での速さが摩擦のない場合よりも小さくなった。このとき失われた力学的エネルギーは主に何というエネルギーに変換されたと考えられるか。

ジェットコースターが最初に高い位置まで持ち上げられたあと、動力を使わずにコースを進んでいく。最初に持ち上げられた高さより高い地点をコースの途中で通過することができない理由を、力学的エネルギーの保存の考え方を用いて説明しなさい（摩擦・空気の抵抗は考えないものとする）。

自由落下する物体（空気の抵抗を考えない）は、落下するにつれて速さがどうなるか。また、そのときの運動エネルギーと位置エネルギーはそれぞれどうなるか。簡潔に説明しなさい。

水力発電では、高い位置にある水の位置エネルギーを使って発電機を回している。このときのエネルギーの変換の順序として最も適切なものを、次のア〜エから1つ選びなさい。

ボールを真上に投げ上げると、最高点でボールは一瞬静止する。最高点でのボールの運動エネルギーと位置エネルギーについて説明したものとして最も適切なものを、次のア〜エから1つ選びなさい（空気の抵抗は考えないものとする）。

質量1.5kgの物体を、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとして、2mの高さまで一定の速さでゆっくり持ち上げた。このときの仕事は何Jか。また、この仕事を4秒かけて行った場合の仕事率は何Wか。

【記述】台車を用いた実験で、水平な台の上を動く台車には、地球からの重力と台からの垂直な力（垂直抗力）がはたらいているが、台車は上下方向には動かない。この理由を、力のつり合いという考え方を用いて説明しなさい。