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市川中学校第1回理科入試問題(過去問)解答解説


市川中学校・高等学校過去問研究

今回は、2017年度市川中学校第1回理科入学試験から、1.振り子を解説します。振り子の基本問題です。振り子の性質・周期を復習しましょう。

理科入試問題 (振り子にチャレンジ)

問題1

スペースONEプロ家庭教師の解答で、市川中学校の発表ではありません。

(1)解説解答

(1) 振り子の長さは何cmですか。
解説解答
支点は糸がてんじょうにつりさげられている場所。

おもりの重心はおもりの中心。

支点からおもりの重心までの長さが振り子の長さ。

よって、右図の通り 12cm


答え  12cm

(2)解説解答

(2) 振り子の振れ幅は何cmですか。
解説解答
振れ幅は、通常は支点を通る縦の線と最大に振れたときのおもりの重心を通る縦の線との幅を振れ幅なので、図の通り 16 - 4 = 12cm。


答   12cm

(3)解説解答

(3) 振り子の1周期はAからどこまで動いたときですか。
解説解答
周期は、 おもりが1往復するのにかかる時間。
したがって AからAに戻ったとき。

答   A

(4)解説解答

(4) 図2の振り子の周期は、図1の振り子の周期と比べてどうなりますか。

ア 長くなる イ 短くなる ウ 変わらない。
解説解答
ふりこの長さを長くすると周期は長くなり、ふりこの長さを短くすると周期は短くなる。

図2ではBC'間は支点が区議の位置になり、振り子の長さが短くなっているので、BからC'はBからCより周期が短くなる。

答え  イ

(5)解説解答

(5) 振り子のおもりが一時静止する位置をC'とします。C'の高さはAの高さと比べてどうなりますか。ただし、図2のC'の位置は必ずしも正しいとは限りません。

ア 高くなる イ 低くなる ウ 同じ高さになる。
解説解答
途中にくぎなどを打つことによって、ふりこの糸の長さを変えたとき、変わらないものと変わるものがある。

変わらないのは、おもりが一番高くなるときの高さとおもりが支点の真下にきたとき、おもりの速さが一番速くなるときの速さ。

変わるのは、おもりの移動にかかる時間。

右図の左半分はふりこの糸の長さが長く、右半分はふりこの糸の長さが短くなっている。だから、図の左半分は、振り子の長さが長いのでおもりが移動する時間は長く、右半分は振り子の長さが短いので、おもりが移動する時間は短い。したがって、C'の高さはAの高さと同じ。

答え  ウ




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