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【中学理科】ばねの伸び(フックの法則)を完全攻略!定期テスト頻出問題&計算ポイントまとめ

【中学理科】ばねの伸び(フックの法則)を完全攻略!定期テスト 中学理科
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中学理科の「ばねの伸び」は、しくみ自体は簡単なのに、計算やグラフで点を落としやすい単元です。
「比例ってどういう意味?」「グラフは原点を通る?」「重さが2倍なら伸びも2倍?」と、テスト前に不安になる人も多いのではないでしょうか。

この単元では、フックの法則の理解・比例関係の読み取り・計算問題がセットで出題されるのが定番です。
特に、表・グラフ・文章問題を組み合わせた問題は、定期テストの得点差がつきやすいポイントです。

この記事では、ばねの伸びの基本ルールから、定期テストで必ず出る重要問題の考え方までを、つまずきやすい点に注目しながら丁寧に解説します。
「なぜそうなるのか」がわかるので、暗記に頼らず確実に得点できる力が身につきます。

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ばねの伸び(フックの法則)の重要問題

【問題】次の問いに答えなさい。
(1)下の表は、ばねに加わる力の大きさと、ばねののびの関係を表したものである。これについて以下の各問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとする。

力の大きさ〔N〕 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
ばねののび〔cm〕 2 6 8 10

①このばねを15cmのばすためには、何Nの力を加える必要があるか。

②このばねに90gのおもりをつるした場合、ばねののびは何cmになるか。

(2)下の表は、1個50gのおもりをばねにつるした個数と、ばねの長さとの関係を表したものである。これについて、以下の各問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとする。

おもりの個数〔個〕 1 2 3 4 5
ばねの長さ〔cm〕 10 12 14 16 18

①何もつるしていないときのばねの長さは何cmか。

②このばねを24cmの長さにするには、何個のおもりをぶら下げる必要があるか。

③このばねに0.8kgのおもりをつるすと、ばねの長さは何cmになるか。

ばねの伸び(フックの法則)の重要問題の解答

(1)下の表は、ばねに加わる力の大きさと、ばねののびの関係を表したものである。これについて以下の各問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとする。

力の大きさ〔N〕 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
ばねののび〔cm〕 2 6 8 10

①このばねを15cmのばすためには、何Nの力を加える必要があるか。

0.1N:2cm=xN:15cm  x=0.75

答え:0.75N

②このばねに90gのおもりをつるした場合、ばねののびは何cmになるか。

0.1N:2cm=0.9N:xcm  x=18

答え:18cm

(2)下の表は、1個50gのおもりをばねにつるした個数と、ばねの長さとの関係を表したものである。これについて、以下の各問いに答えよ。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとする。

おもりの個数〔個〕 1 2 3 4 5
ばねの長さ〔cm〕 10 12 14 16 18

①何もつるしていないときのばねの長さは何cmか。

表より、おもりが1個ふえると(0.5Nふえると)ばねが2cmのびているいことがわかる。
したがって、おもりをつるしていないときのばねの長さは、
10cm-2cm=8cm

答え:8cm

②このばねを24cmの長さにするには、何個のおもりをぶら下げる必要があるか。

24cm-8cm=16cm(ばねののび)
このばねは0.5Nで2cmのびるばねなので、
0.5N:2cm=xN:16cm  x=4.0N
4.0N÷0.5N=8個

答え:8個

③このばねに0.8kgのおもりをつるすと、ばねの長さは何cmになるか。

0.5N:2cm=8.0N:xcm  x=32
32cm+8cm=40cm

答え:40cm

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