愛知県公立高校入試問題・中3理科の問題集
台車と記録タイマーを用いて，次の実験を行った。
〔実験〕 図1のように，なめらかな水平面で台車を手で押して，その運動を1秒間に60打点を打つ記録タイマーを用いて調べた。台車が点aの位置に来たときに手をはなしたところ，台車はまっすぐ進んで，点bを通過したのち，摩擦のある水平面に置かれた箱に衝突して止まった。図2は，台車から手をはなしてから0.6秒間の台車の運動を記録したテープを，0.1秒ごとに切り離して左から順にならべたものである。テープの上の数値はテープの長さ〔cm〕を表している。
次の(1)から(4)までの問いに答えよ。
(1) 台車から手をはなしてからの時間と，台車の移動距離との関係を表すグラフを解答欄に書け。
(2) 台車から手をはなしてから0.6秒間の平均の速さは何m/秒か。小数第3位を四捨五入し，小数第2位まで求めよ。
(3) 台車が箱に衝突したとき，箱が少し動いた。これは，台車のもっていたエネルギーによるものである。このエネルギーについて述べた文として最も適当なものを，次のアからカまでの中から選んで，そのかな符号を書け。
ア このエネルギーを位置エネルギーといい，物体の速さには関係なく，質量が大きいほど大きい。
イ このエネルギーを位置エネルギーといい，物体の速さが速いほど大きく，質量が大きいほど大きい。
ウ このエネルギーを位置エネルギーといい，物体の速さが速いほど大きく，質量には関係ない。
エ このエネルギーを運動エネルギーといい，物体の速さには関係なく，質量が大きいほど大きい。
オ このエネルギーを運動エネルギーといい，物体の速さが速いほど大きく，質量には関係ない。
力 このエネルギーを運動エネルギーといい，物体の速さが速いほど大きく，質量が大きいほど大きい。
(4) 図3のようななめらかな斜面とそれに続くなめらかな水平面がある。いま，斜面上の点cに台車を静止させ，静かに手をはなすと，台車は斜面に沿って下向きに走りはじめ，水平面上の点dを通過していった。台車が点cから点dまで移動したときの時間と速さの関係を表したグラフとして最も適当なものを，下のアからエまでの中から選んで，そのかな符号を書け。
解けましたか？それでは解答です。
（1） 右図 （2） 0.43（m/秒） （3） カ （4） ア
（1） 台車の移動距離は，0.1秒で4.4 cm，0.2秒のとき8.6 cm，0.3秒のとき13.0 cm・・・と点を打つと，
グラフは原点を通る直線になる。
（2） 0.6秒間で台車は26.0 cm（0.26 m）移動しているので，平均の速さは，「平均の速さ=移動距離÷かかった時間」より，0.26÷0.6＝0.433…（m/秒）。
（3） 運動している物体は運動エネルギーをもっている。台車の速さが速いほど箱を動かす距離は大きくなり，質量の大きい台車に変えても箱の動く距離は大きくなる。
高いところにある物体がもっているエネルギーを位置エネルギーという。
（4） 斜面を下る台車には，斜面に沿って下向きの力がはたらき続けるので速さは時間に比例して大きくなる。また水平面上では速さが一定の等速直線運動をする。
