問1
斜面上の物体にはたらく重力を、斜面に垂直な分力と斜面に平行な分力に分けて考えることを何というか。
答え:( )
問2
斜面上の物体が斜面にめり込まないのは、分力 A がどんな力とつり合っているからか。力の名前を答えよ。
答え:( ) (記号では N)
問3
斜面の傾きを大きくすると、斜面下向きの分力 B の大きさはどうなるか。
○ 大きくなる ○ 小さくなる ○ 変わらない ○ 0 になる
問4
摩擦のある斜面で物体がすべり落ちずに静止しているとき、斜面下向きの分力 B とつり合っている力は何か。
答え:( )
問5
止まっている物体にはたらく、すべての力の合力はいくつになっているか。
○ 0 ○ 重力 W と同じ大きさ ○ 分力 B と同じ大きさ ○ 垂直抗力 N と同じ大きさ
問6
摩擦のある斜面の上で静止している物体に、はたらいている力をすべて選べ。
□ 重力 □ 垂直抗力 □ 摩擦力 □ 磁力
問7
「坂道で物体が動き出すのは、重力とは別の“新しい力”がはたらくからだ」という考えは正しいか。正しくなければ、正しく説明し直そう。
答え:( )
📖 解答と解説
問1
答え:力の分解
重力 W を、斜面に垂直な分力 A と、斜面に平行で下向きの分力 B に分けて考える。これを「力の分解」といい、W を対角線とする長方形(平行四辺形)をかいて求める。
問2
答え:垂直抗力
斜面に垂直な分力 A と、斜面から物体を垂直におし返す「垂直抗力 N」が、大きさが同じで反対向きにはたらいてつり合うため、物体は斜面にめり込まない。
問3
答え:大きくなる
傾きが大きいほど、重力 W のうち斜面下向きの分力 B が大きくなる。だから速さの変化(加速)も大きくなる(第7時の実験とつながる)。水平なときは分力 B=0。
問4
答え:摩擦力
斜面下向きの分力 B と、斜面上向きの摩擦力が同じ大きさでつり合うため、物体はすべり落ちずに静止する。傾きが大きくなったり、なめらかですべりやすいと、摩擦力が分力 B より小さくなって動き出す。
問5
答え:0
止まっている物体では、斜面に垂直な方向(分力A+垂直抗力N=0)も、斜面に平行な方向(分力B+摩擦力=0)もつり合っている。だから、すべての力の合力は 0 になっている。
問6
答え:重力 / 垂直抗力 / 摩擦力
静止した物体には、重力(分力A・Bに分解できる)・垂直抗力・摩擦力の3つがはたらき、合力が0でつり合っている。磁力は鉄などが磁石から受ける力で、ここでは関係ない。
問7
答え:(キーワード:正しくない・重力・分力B・分身(重力の一部)・2回数えない)
正しくない。動き出す原因は「新しい力」ではなく、重力 W を分解してできた斜面下向きの分力 B(重力の一部=“分身”)である。分解したあとに、元の重力 W を二重に数えてはいけない。