力と運動

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力と運動
力のつり合いと合成・分解
▼１ ２力のつり合いの条件
⑴ ２力のつり合い 1つの物体に2力がはたらいて
いても動かないとき，2力はつり合っているという。
⑵ 力の合成と合力 2力と同じはたらきをする1つ
の力
（合力）を求めることを，力の合成という。
⑶ 力の分解と分力 1つの力と同じはたらきをする
2力
（分力）を求めることを，力の分解という。
▼２ 力の合成と分解
速さが変わる運動
⑴ 物体の運動のようす 運動の「速さ」と「向き」で
表される。
きょ り
⑵ 速さ 単位時間あたりに物体が移動する距離。
速さ〔m/秒〕＝
移動距離〔m〕
移動するのにかかった時間〔秒〕
しゅんかん
○瞬間の速さと平均の速さとがある。
⑶ 物体の速さの変化 物体の運動と同じ向きに力が
はたらくと，速さは大きくなり，物体の運動と逆向
きに力がはたらくと，速さは小さくなる。
⑷ 物体の速さの変化と力の大きさ 物体にはたらく
力が大きいほど，速さの変化（増減）も大きい。
▼３ 斜面上の物体にはたらく力
速さが変わらない運動
⑴ 等速直線運動 速さが一定で，一直線上を進む運
動。移動距離は時間に比例する。
移動距離〔m〕＝速さ〔m/秒〕×時間〔秒〕
⑵ 慣性の法則 物体に力がはたらかないとき，また
は，物体にはたらく力がつり合っているとき，静止
している物体はいつまでも静止し，運動している物
体はそのままの速さで等速直線運動を続ける。
▼４ ２つの物体の間にはたらく力
２つの物体の間にはたらく力
⑴ 作用・反作用 物体に力を加えると，その物体か
ら力を受ける。このとき，加える力（作用）
と受ける
力（反作用）は，向きが反対で大きさが等しい。
⑵ 物体が動き出すとき 向きが反対で大きさが等し
い2つの力（作用・反作用）が，2つの物体の間には
たらくと，2つの物体は逆向きに動き出す。
26
1
力のつり合いと合成・分解
⑴ 図1は，物体にはたらく重力と，それとつり合う力Aを表している。物体に
はたらく重力の大きさが 50 N のとき，力Aの大きさは何 N か。
〔
50N
〕
⑵ 机の上などの水平面に物体を置いたとき，水平面から物体に垂直にはたらく，
重力とつり合っている力を何というか。
（垂直）抗力
〔
〕
⑶ 図2は，一直線上ではたらく2力 F1 と F2 を表してい
る。①，②で，2力の合力の大きさはそれぞれ何 N か。
6N
①
〔
2N
〕
②〔
〕
⑷ 1つの力を，それと同じはたらきをする2力に分けることを，力の何というか。
分解
〔
〕
⑸ 図3は，斜面上の台車にはたらく重力と，それの斜面に平行な分力Aと垂直な
分力Bを表している。斜面の角度を大きくすると，① 重力の大きさ，② 分力Aの
大きさはどうなるか。
①
〔
変わらない。
〕 ②〔
大きくなる。
〕
⑶① 2＋4＝6〔N〕 ② 4−2＝2
〔N〕
2
速さが変わる運動
⑴ 30 km の距離を45分で進んだときの速さは，何 km/時か。30
〔km〕
÷
45
〔
〔時間〕
60
40km/時
〕
⑵ 物体の速さがしだいに大きくなるのは，物体の運動の向きに対してどの
ような向きの力がはたらくときか。
同じ向き
〔
〕
⑶ 図は，斜面を下る台車の運動を記録したテープを，0.1秒ごとに切って並
べたものである。斜面の角度が大きいのはＡ，Ｂのどちらか。〔
A
〕
⑷ 運動している物体に加わる力が大きいほど，速さの変化の割合はどうな
るか。
大きくなる。
〔
〕
⑶ 斜面の角度が大きいほうが，台車の重力の斜面に平行な分力が大きく，速さの変化が大きい。
3
速さが変わらない運動
⑴ 速さが一定で，一直線上を進む運動を何というか。
〔
等速直線運動
〕
⑵ 図は，なめらかな水平面上での台車の運動を，1秒間に50打点
する記録タイマーで記録したものである。台車の速さは何cm/秒
か。 5 打点で0.1秒。
60 cm/秒
〔
〕
⑶ 物体に力がはたらかないか，物体にはたらく力がつり合っているとき，静止している物体はいつまでも静
止し，運動している物体は等速直線運動をする。物体のもつこのような性質を何というか。〔
慣性
〕
⑵ 6〔cm〕
÷0.1〔秒〕＝60〔cm/秒〕
4
２つの物体の間にはたらく力
⑴ ①物体Aが物体Bに力を加えると，②物体Aは物体Bから力を受ける。このとき，①と②の力の大きさと向
きはどのような関係にあるか。大きさ
〔
同じ
〕
向き
〔 逆
（反対） 〕
かべ
⑵ 図で，スケートボードに乗ったAさんが壁を押すと，Aさんは矢印の向き
に動いた。これは，Aさんが何から力を受けたからか。
〔
壁
〕
⑶ 物体に力を加えると，その物体から力を受ける。物体に加える力を作用と
いうとき，物体から受ける力を何というか。
〔
27
反作用
〕
1
力のつり合いと合成・分解について，あとの問いに答えなさい。
てんじょう
⑴ 図1の矢印は，天井から糸でつるした球にはたらく重力を表している。球に
1
⑴
図1にかく。
⑵
図2にかく。
⑶
図3にかく。
⑴ 糸が球を引く力で
ある。
はたらく重力とつり合っている力を，図1に矢印で表しなさい。
⑵ 図2で，O点にはたらく力 A，B の合力を，矢印で表しなさい。
⑶ 図3で，O点にはたらく力 C を，X方向，Y方向に分解し，矢印で表しなさい。
2
しゃめん
2
図1のようにして，斜面を下る台車の運
動を，1秒間に60打点する記録タイマーで
記録した。図中の矢印は，台車にはたらく
重力W，重力Wの斜面に平行な分力 W1 と
斜面に垂直な分力 W2 を表したものである。
図2は，このときの記録テー
⑴
0.1秒
⑵
52 cm/秒
⑶ 大きくなっている。
プをはじめの打点
（A点）から
6打点ごとに区切ってB∼E
きょ り
⑷
ウ
⑸
W1
点とし，A点からの距離を示したものである。次の問いに答えなさい。
⑴ 記録タイマーが6打点するのにかかる時間は何秒か。
⑵ 記録タイマーがB点を打ってからD点を打つまでの，台車の平均の速さは何
cm/秒か。 （11.7−1.3）
〔cm〕÷0.2
〔秒〕＝52〔cm/秒〕
⑷，⑸ 斜面の傾きを
大きくすると，Ｗ は
⑶ 台車の速さは，時間とともにどうなっているか。
⑷ 斜面の傾きを図1より
変 わ ら な い が，W 1
大きくして，同様に台車
は 大 き く な り，W 2
の運動を記録した。この
は 小 さ く な る。W 1
ときの記録テープはどう
が大きくなるので，
なると考えられるか。上のア∼エから選び，記号で答えなさい。
速さの変化も大きく
かたむ
なる。
⑸ ⑷のようになるのは，図1の力 W，W1，W2 のどれが大きくなるためか。
3
3
図は，おもちゃの
さつえい
自動車の運動を撮影
⑴
したストロボ写真を
もとにかいたもので
ある。次の問いに答えなさい。 100
〔cm〕
÷（0.25×2）
〔秒〕＝200
〔cm/秒〕
⑴ AB 間の自動車の平均の速さは，何 cm/秒か。
28
200 cm/秒
⑵ 自動車の速さは，時間とともにどうなっているか。
⑶ 自動車の速さが⑵のようになるのは，自動車の運動の向きに対してどのよう
な向きの力がはたらいているためか。
⑷ ⑶の力には，自動車とふれ合う面との間ではたらく力が考えられる。この力
を何というか。
4
⑵ 小さくなっている。
⑶
逆（反対）向き
⑷
摩擦力
4
打ち出し装置を使って，鉄球
を水平なレール上に打ち出し，
鉄球の運動を調べた。図は，鉄
1
球がA点を通過してから，
20
ま さつ
ていこう
秒ごとの鉄球の位置を示したものである。摩擦や空気の抵抗は考えないものとし
⑴
0.25秒
⑵
120 cm/秒
て，次の問いに答えなさい。
⑴ 鉄球が AC 間を移動するのにかかった時間は何秒か。
⑵ 鉄球がB点を通過するときの速さは，何 cm/秒か。
1
〔秒〕
×5＝0.25〔秒〕
20
①
ウ
②
ア
⑶
⑶ 鉄球が AC 間を移動
する間の，①時間と速
イ
⑷
さの関係，②時間と移
⑵ 鉄球は AC 間を一
動距離の関係をグラフ
定の速さで進んでい
に表すとどうなるか。上のア∼エからそれぞれ選び，記号で答えなさい。
る。
⑷ AC 間を移動する鉄球にはたらく力を，すべて示したものはどれか。次のア
30〔cm〕÷0.25〔秒〕
∼エから選び，記号で答えなさい。
＝120〔cm/秒〕
⑶② 移動距離は時間
に比例する。
鉄球にはたらく重力と垂直抗力はつり合っている。
5
Aさん，Bさんがローラースケートをはい
5
お
ている。図1のように，AさんがBさんを押
したところ，Bさんは矢印⇨の向きに動き，
Aさんもある向きに動いた。次の問いに答え
なさい。ただし，矢印→は，AさんがBさ
んを押す力を表したものである。
⑴
逆
⑵
図1にかく。
⑶
慣性
⑴ Aさんが動いた向きは，Bさんが動いた向きと同じか，逆か。
⑵ Aさんが⑴の向きに動いたのは，どのような力を受けたからか，図1に矢印
で表しなさい。 Ａさんが加えたのと同じ大きさで，逆向きの力。
⑶ 動いたBさんに外から力がはたらかなければ，Bさんはそのままの速さで一
直線上を動く。物体のもつこのような性質を何というか。
⑷ 図2は，水平な机の上に物体を置いたときのようすで
ある。矢印で表された力のうち，図1のAさんがBさん
を押した力とAさんが受けた力と同じ関係にあるものは
どれとどれか。記号で答えなさい。
ａとｂはつり合う 2 力の関係。
29
⑷
a
と
c