R５年度第１回高認物理基礎大問２解説

大問２

問１【摩擦のない斜面上の物体にはたらく力】

　小物体が摩擦のない斜面に沿って一定の加速度で下っている。この小物体にはたらくすべての力を表した図として最も適当なものはどれか。ただし、空気抵抗は無視できるものとする。
・次の図である。

問２【摩擦のない斜面上の物体の運動方程式】

　図のように、傾斜$\theta$の雪面でスキーをしている質量50kgの人が、初速度０m/s、加速度$3.4 \mathrm{m/s^2}$ですべり始めた。この人の雪面に対して平行な方向の運動方程式による計算式として正しいものはどれか。ただし、重力加速度の大きさを$9.8 \mathrm{m/s^2}$とする。また、スキー用具の質量やスキーの板と雪面の間にはたらく摩擦力、空気抵抗は無視できるものとする。

・$50 \times 3.4 = 50 \times 9.8 \times \sin \theta$

問３【静止摩擦力】

　図１のように、摩擦のある水平な床に置かれた重さ98Nの小物体に、床と平行な力$F$を加えた。ただし、重力加速度の大きさを$9.8 \mathrm{m/s^2}$とし、空気抵抗は無視できるものとする。

（１）小物体に加えている力$F$の大きさを０Nから徐々に大きくしていくと、49Nをこえたときに小物体は動きはじめた。小物体と床の間の静止摩擦係数はいくらか。
・静止摩擦係数を$x$とおく。$98x = 49$

$x = \dfrac{49}{98} = \dfrac{1}{2} = 0.5$

（２）図２のように、鉛直上向きに大きさ10Nの力を新たに加えながら、（１）と同様の操作を行った。小物体にはたらく垂直抗力と床と平行な力$F$について説明した文中の空欄に入る語句の組合せとして正しいものはどれか。

　小物体に鉛直上向きに10Nの力を加えることで垂直抗力の大きさは小さくなり、小物体が動きはじめるときの力$F$の大きさは49Nより小さくなる。

・令和５年度第１回高認物理基礎過去問解説に戻る。