都立高校入試理科物理「力学的エネルギー」対策

都立入試理科「力学的エネルギー」対策について書く。

以下、平成２９年都立入試問題。

では問題文を読むと、

「〔問４〕＜結果２＞から,小球Ａと小球Ｂが点aにあるときにもつ位置エネルギーの大きさの関係と,小球Ａと小球Ｂが木片に当たる直前にもつ運動エネルギーの大きさの関係を組み合わせたものとして適切なのは,次の表のア～エのうちではどれか。」

と書かれている。まず、

位置エネルギー

において小球Ａと小球Ｂのどちらが重いかを確認していこう。

元々〈実験１〉の問題文に「体積は等しく質量が異なる」と書かれ、どちらも「床から１mの高さ」なので、質量が重いのは

木片の移動距離を長く移動させた「小球Ａ」

となる。
※黄色のマーカーから判断できる。

そこから選択肢を確認すると、

小球Ａと小球Ｂが点aにあるときにもつ位置エネルギーの大きさの関係

は、「同じ高さにおいて、質量が重いのは小球Ａ」なので、

小球Ａの方が大きい
※「同じ位置に持ち上げるにも、重さが大きい方が重く、その分のエネルギーを必要とする。」と押さえても良い。

となる。

次に、

小球Ａと小球Ｂが木片に当たる直前にもつ運動エネルギーの大きさの関係

では、

木片を長く動かす運動をしたのは、小球Ａなので、答えは

小球Ａの方が大きい

となる。

よって、選択肢はエが正解となる。

この問題もただ単に用語を暗記するのではなく、各実験から

どのようなことが起こっているのか

ということを用語として理解していかなければならない。

だからこそ、用語と実験結果をしっかり結び付けていくように学習していこう。