ばねののび、フックの法則（２０１９年埼玉）
ばねののびと力の関係（２０１３年埼玉）
実験1
(1) 水平な台の上にばねを置き、ばねの片方の端をくぎにかけて固定した。もう一方の先端には糸を取りつけ、ばねばかりとつないだ。
(2) 図1のように、ばね,糸、ばねばかりが一直線になるようにばねばかりを引き、ばねの のびが2cm となったところで、ばねばかりを引くのをやめた。ばねばかりは0.1Nの値を
示した。
(1) ばねが糸を引く力とばねばかりが糸を引く力はつり合っています。この2つの力の関係に ついて述べたものとして正しいものを、次のア~エの中からすべて選び,その記号を書きな さい。
ア この2つの力の大きさは等しい。
イ この2つの力の向きは反対である。
ウ この2つの力は一直線上にある。
エ この2つの力の作用点は同じである。
(2) 「ばねののびは、ばねを引く力の大きさに比例する」という法則を何といいますか。この法則の名称を書きなさい。
(3) このばねを5cm のばすとき、ばねを引く力の大きさは何 N になるか求めなさい。
力のつり合いの条件
ばねが糸を引く力を赤い矢印、ばねばかりが糸を引く力を青い矢印とする
ここで、力がつりあっているから赤い矢印の大きさと青い矢印の大きさは等しい
一直線上にあり、向きは逆である。
しかし、作用点はことなる。
よって正しいのは アイウ
（２）この法則を「フックの法則」という
ばねののびから力の大きさを求める
（３）実験より0.1Ｎで2ｃｍののびがある。力の大きさをＦとすると
力：ばねののび＝0.1Ｎ：2ｃｍ
0.1：2＝Ｆ：5
２Ｆ＝0.5
Ｆ＝0.25Ｎ
力の合成
実験1で使用したものとは別のばねの先端に2本の糸を取りつけ、それぞれのばねばかりと つないで,図2のように2方向に引いた。このときの、ばねを引く力の一方を F₁, もう一方 をF₂として、それぞれの力を矢印で表した。なお、方眼は1目盛りが0.1N を表す。
図２のＦ₁とＦ₂の合力を求めなさい。
Ｆ₁の矢印の先端を通ってＦ₂に平行な線を書く
Ｆ₂の矢印の先端を通ってＦ₂に平行な直線を書く。
出来た平行四辺形の対角線が合力になる。合力を矢印で表す。
１目盛りが0.1Ｎで目盛りが５目盛りより0.5Ｎ
グラフの作成
図1のように、長さ5cmのつるまきばねに質量20gのおもりを つるして、ばねの長さを測定した。おもりの個数を増やして同様 の測定をし、結果を表1のようにまとめた。
表1をもとに、おもりの個数に対するばねののびを求め、その値を・で表し、おもりの個数とばねののびの関係を表す グラフを,実線で解答欄にかきなさい。
解き方
ばねの伸びをもとめるには、自然長の長さを求める。
おもりの個数が０個の時の長さが自然長である。
自然長は5.0ｃｍ、ばねの長さから自然長を引いた長さがばねののびなのでばねののびに関する表を作る。
|
おもりの個数（個） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ばねののび(cm) |
0.0 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
8.0 |
10.0 |
作った表をもとにして、おもりの個数とばねののびに関するグラフに点を打つ。
原点を通り、印の近くを通るような直線を書く。
グラフの書きかたについての関連動画（２０２１年長崎）
自然長、おもりの重さを求める問題（２０２１年京都）
京都府では、解答方法に、「ひらがなでかけ」「カタカナでかけ」という指定があるから注意
ばのの長さからおもりの質量を求める。
自然長の長さを求める→ばねののびを求める。→おもりの大きさを求める
力の合成
