等加速度直線運動

中 3 理科 C 生徒実験
等加速度直線運動
実験者　組　番　氏名　共同実験者（　班）
組　番　氏名　組　番　氏名　組　番　氏名　実験日　2014 /　/　提出期限　2014 /　/　提出日　2014 /　/　目的
物体の速度が一定の割合で変化するような運動を等加速度運動という．等加速度運動では速さや距離
に加えて，加速度と呼ばれる物理量が登場する．本実験では，斜面を下る物体の運動の解析を通じて，
加速度への理解を深めることを目的とする．
準備
力学台車，記録タイマー，記録テープ，木板，定規，電卓
実験の手順
①図 1 のように，木板で斜面を作り記録タイマーを置き，力学台車と記録テープをセットする．
②以下の条件Ⅰ～Ⅲで力学台車の運動を記録タイマーで記録する．
Ⅰ　斜面の傾きを大きくして，力学台車を下らせる．
Ⅱ　斜面の傾きを小さくして，力学台車を下らせる．
Ⅲ　各班自由に台車を運動させる．以下のスペースに，設定を詳しく示せ．
実験結果の解析
①記録テープの打点が重なって読み取れない部分を無視して，読み取れるところを基準点とする．そこ
から 5 打点（0.1 秒）ごとの長さを測り，表 1 ～ 3 に記入する．最小目盛の 1/10 まで測定すること．
②各時刻における力学台車の速さ，基準点からの移動距離を計算し，表 1 ～ 3 に記入する．
③横軸を時刻，縦軸を力学台車の速さとして，速さと時間の関係を表すグラフを描け．また，データ点
をちょうどよく通る直線を引け．
④横軸を時刻，縦軸を力学台車が進んだ距離として，距離と時間の関係を表すグラフを描け．また，デー
タ点をちょうどよく通るなめらかな曲線を引け．
※③，④のグラフ作成では，条件ⅠとⅡを一つのグラフにまとめて描き，条件Ⅲはそれとは別のグラフ
用紙に描け．つまり，合計 4 枚のグラフを作成せよ．
記録タイマー
力学台車
木板
図 1 実験装置
2
組　番　氏名　測定結果
表 1　条件Ⅰの解析結果
時刻 [ 秒 ]
0
基準点からの移動距離 [m] 0.1 秒ごとの移動距離 [m]
速さ [m/s]
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
表 2　条件Ⅱの解析結果
時刻 [ 秒 ]
0
基準点からの移動距離 [m] 0.1 秒ごとの移動距離 [m]
速さ [m/s]
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
表 3　条件Ⅲの解析結果
時刻 [ 秒 ]
0
基準点からの移動距離 [m] 0.1 秒ごとの移動距離 [m]
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
3
速さ [m/s]
4
5
6
7
考察
①実験条件Ⅰ，Ⅱにおいて速さと時間はどのような関係にあったか．簡潔に述べよ．
②各実験条件について，速さと時間のグラフから力学台車の加速度を求めよ．割り切れいない場合は，
小数第三位を四捨五入せよ．
条件Ⅰ
計算に使った 2 点（　，
）
・
（　，
）
条件Ⅱ
計算に使った 2 点（　，
）
・
（　，
）
条件Ⅲ
計算に使った 2 点（　，
）
・
（　，
）
③実験条件Ⅰ，Ⅱにおいて斜面の傾きを変えると加速度はどのように変化したか．また，その変化の原
因を考察せよ．
④実験条件Ⅲについて，自由に考察せよ．
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