ふりこ」タグアーカイブ

ふりこに関する問題

2017女子学院の問題です。

小さい鉄球を使って、[実験1】~【実験3】を行った。
【実験1】図のように、ともに30gの鉄球A、Bにそれぞれ同じ長さの丈夫でのびない糸をつけ、同じところからつり下げた。Bは静止させ、Aを糸がたるまないように持ち上げて放したところ、AはBと衝突して静止し、Bは糸がたるまずに上がっていった。


20170304t001

最初のAの高さを変えて何回か同じように実験をしたところ、いずれも最初のAの高さと衝突後のBの最高点の高さは等しかった。

【実験2】30gの鉄球Bのかわりに90gの鉄球Cを使って、実験1と同じ実験をしたところ、A、Cは衝突した後、互いに逆向きに同じ速さで進みはじめ、再び衝突した。

1 ふりこの動きにはきまりがある。ふりこが1往復する時間は何によって決まるか、次のア~ウから選びなさい。
     ア おもりの重さ   イ 最初のおもりの高さ   ウ 糸の長さ
2 実験1、2の結果から、次の①と②の関係について、正しいものをあとのア~エからそれぞれ選びなさい。
(1)①「Aが動き始めてからBに衝突するまでの時間」と、②「BがAと衝突してから最高点に達するまでの時間」
(2)①「Bに衝突する直前のAの速さ」と、②「Aと衝突した直後のBの速さ」
(3)①「BがAと衝突してから最高点に達するまでの時間」と、②「CがAと衝突してから最高点に達するまでの時間」
(4)①「最初のAの高さ」と、②「衝突後のCの最高点の高さ」
(5)①「Aと衝突した直後のBの速さ」と、②「Aと衝突した直後のCの速さ」
    ア ①>②      イ ①=②      ウ ①く②  エ 決まっていない
3 実験2において、2回目の衝突の位置について、正しいものを次のア~ウから選びなさい。
    ア 1回目の衝突の位置より左側   イ 1回目の衝突の位置と同じ   ウ 1回目の衝突の位置より右側

【実験3】 図のように、段差の上に糸のついていない鉄球(当てられる球●)を置き、糸のついている鉄球(当てる球○)を持ち上げ手を放すと、2コの球は衝突し、当てられた球(●)は床に落下した。この実験を、鉄球の組み合わせと最初の高さを変えて行い、当てられた球の飛距離を測定したところ、下の表のような結果になった。

20170304t002

20170304t003

4 実験3の結果から考えて、正しいものには〇、間違っているものにはXを書きなさい。
(1)当てる球の最初の高さ、当てる球の重さが同じ場合、当てられる球の重さを3倍にすると、飛距離は半分になる。
(2)当てる球の最初の高さ、当てられる球の重さが同じ場合、当てる球を重くすると、飛距離は大きくなる。
(3)当てる球と当てられる球の重さが同じ場合、球の重さによって、飛距離は変わらない。
(4)当てる球の最初の高さを4倍にすると飛距離は2倍になり、当てる球の最初の高さを9倍にすると飛距離は4.5倍になる。

5 当てられた球の飛距離が110~130cmになる〔鉄球の組み合わせ,最初の高さ〕を次のア~エからすべて選びなさい。
    ア 〔I,36cm〕  イ 〔Ⅱ,36cm〕  ウ 〔Ⅲ,18cm〕  エ 〔Ⅳ,27cm〕
【解説と解答】
1 ふりこの周期はふりこの長さで決まります。
(答え)ウ
2 
(1)Aが動き始めてからBに衝突するまでの時間=BがAと衝突してから最高点に達するまでの時間
(2)Bに衝突する直前のAの速さ=Aと衝突した直後のBの速さ
(3)BがAと衝突してから最高点に達するまでの時間=CがAと衝突してから最高点に達するまでの時間
(4)最初のAの高さ>衝突後のCの最高点の高さ
(5)Aと衝突した直後のBの速さ>Aと衝突した直後のCの速さ
(答え)(1)イ (2)イ (3)イ (4)ア (5)ア
3 衝突する場所は同じになります。
(答え)イ
4 高さを4倍にすると、飛ぶ距離は2倍です。16倍にすると4倍になっています。●が○の3倍のとき、距離は同じ時の半分になっています。
逆に○が●の3倍の時、1.5倍になっています。
(答え)
 (1)○ (2)○ (3)○ (4)×
5
ア 36cmは9cmの4倍なので、60cm×2=120cm
イ 36cmは9cmの4倍だから、30cm×2=60cm
ウ 18cmは2cmの9倍だから42.4cmの4倍
エ 27cmは3cmの9倍だから34.6cm×3=103.8cmで及びません。

(答え)ア ウ


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ふりこに関する問題

2017年桜蔭中学の問題です。


図1のように.重さの無視できる糸のはしにおもりをつけ、もう一方のはしを天じょうの点Oに固定してふりこを作り、以下の実験を行いました。下の問いに答えなさい。

20170207t001

〔実験〕 表1のA~Gのように条件を変えてふりこの実験を行った。
おもりを自然に垂らした位置Qから.糸を張ったままある角度引き上げた位置Pで手をはなし、10往復してもとの位置Pにもどるまでの時間を調べた。
 表1
20170207t002

問1(a)おもりの重さ、(b)はじめに引き上げた角度、(c)ふりこの長さをそれぞれ大きくしたとき、ふりこが10往復するのにかかる時間はどのようになりますか。つぎのア~ウから選び、記号で答えなさい。また、それらのことは、A~Gのうちのどの2つを比べることによってわかりますか。それぞれA~Gの記号の組み合わせで答えなさい。
 ア.長くなる     イ.変わらない     ウ.短くなる
問2 A~Gのうち、Qを通るときのおもりの速さが最も速いのはどれですか。
問3 図2のように、200gのおもりをつけた120cmのふりこの、支点Oから90cm真下の位置Sに棒を固定し、おもりを20°引き上げた位置Pで手をはなしました。おもりは最も低い位置Qを通り、Pと同じ高さの位置Rまで達しました。Sを中心とするQからRまでの角度は.どのような角度でしょうか。また.おもりが通るQからRまでの道のりはどのような長さでしょうか。それぞれつぎのア~カから選び.記号で答えなさい。

20170207t003

 ア.20°より小さい  イ.20°である   う.20°より大きい
 エ.道のりQRは、道のりPQよりも短い
 オ.道のりQRは、道のりPQと等しい
 力.道のりQRは、道のりPQよりも長い

問4 問3のとき、ふりこをはなしてから10往復してPにもどってくるまでにかかる時間は何秒ですか。


【解説と解答】
問1 
(解答)
おもりの重さ、引き上げた角度は関係なく、ふりこの長さが長ければ周期は長くなります。
また比較する対象以外の条件をすべて同じにしないと対照実験にはなりません。
(a) 時間イ 実験の組み合わせ C・E
(b) 時間イ 実験の組み合わせ A・C
(c) 時間ア 実験の組み合わせ A・B

問2 
ふりこの長さが一番長く、引き上げた角度が一番大きいものがQで最も速くなります。
(解答)G

問3
ふりこの長さが短くなるので、角度は大きくなります。またQRの方がPQよりも短くなります。
(解答)角度ウ 道のり エ

問4 
長さが30cmになるのは120cmの4分の1ですから、周期は2分の1になります。したがって11秒。その半分ですから5.5秒。
90cmは22秒ですから、その半分で11秒。5.5+11=16.5秒
(解答)16.5秒

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ふりこに関する問題

2016年東洋英和の問題です。


図のように、糸に100gのおもりをつけて天井からつるしたふりこで実験をしました。

20161126t001

ふりこの長さをいろいろ変えて高さ10cmでおもりをはなし、10往復する時間を計りました。誤差を小さくするために、何回か実験して平均を計算しました。表はその結果です。

20161126t002

ただし、どれも糸の重さは考えないものとします。各問いに答えなさい。

(1)ふりこが片道(A→B→C)とふれる間に、同じ時間の間かくで写真をとって重ねた図として、正しいものを次から選び、番号で答えなさい。

20161126t003

(2)ふりこの長さ50cmで_10往復する時間を5回計ると、次の表のようになりました。差を小さくするためには、何回目の結果を使って平均を計算すればよいですか。

20161126t004

(3)ふりこの長さが30cmのとき、ふりこが10往復する時間を答えなさい。答えが割り切れない場合は、四捨五入して小数第1位まで答えなさい。

(4)図のように、ふりこが真下の位置にきたときに糸が切れるようにカミソリをつけ、糸が切れた後おもりが水平方向に飛ぶ距離を測りました。ただし、ふりこの長さを変えても、まっすぐにつるしたときのゆか床からおもりまでの高さを30cmにそろえて実験しました。

20161126t005

1)糸が切れたあと、おもりはどのような道筋で落下しますか。正しいものを選び、記号で答えなさい。

20161126t006

2)ふりこについて次の1~6を変えたとき、『カミソリをつけずに10往復する時間』と『カミソリをつけて糸が切れ、おもりが飛ぶ距離』の両方とも変化しないのはどれですか。次の1~6より1つ選び、番号で答えなさい。
1ふりこの長さ
2おもりの重さ
3ふれはば
4高さ
5おもりの重さとふれはば
6ふれはばと高さ
3)次の図のようなふりこでおもりが飛ぶ距離と、斜面を転がって水平に飛び出したおもりが飛ぶ距離を比べました。飛ぶ距離が同じになるものを選び、記号で答えなさい。ただし、ア~クのふりこをまっすぐにつるしたときの床からおもりまでの高さ、エ~カの床からおもりが飛び出す位置までの高さをどちらも30cmにして実験しました。

20161126t007

【解説と解答】
(1)最下点で速さが一番早くなるので3
(答え)3
(2)4回目がかけはなれていますから、これを計算にいれずに平均をとります。
(答え)4回目の値が大きく離れているので、1、2、3、5回の結果を使う。
(3)120cmのデータを使って半分にします。
(答え)11.0秒
(4)
1)切れた時点でまっすぐに飛び出します。
2)おもりの重さは関係ありません。
3)高さが10cmで共通です。
(答え) 1)イ 2)2 3)イ・エ 


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