共通テスト(理科) 過去問
令和7年度(2025年度)追・再試験
問7 (物理基礎(第2問) 問2)
問題文
図1のような装置を用いて、水平面に置かれた物体と面の間の摩擦を調べる実験を行った。あらい水平面上に伸び縮みしない軽い糸をつけたブロックを置き、糸の他端にばねはかりを取りつけて水平右向きにゆっくり引きながら、ブロックが動き始める様子を観察した。続いてブロックを積み上げて同様の実験を行った。積み上げたブロックは互いに固定されており、一つの物体とみなせる。糸は水平面と常に平行になるようにする。この実験から求められる最大摩擦力の大きさと物体の質量の関係は図2に示すグラフのようになった。
あらい水平面とブロックの間の静止摩擦係数の値として最も適当なものを、次のうちから一つ選べ。
ただし、重力加速度の大きさを9.8m/s2とする。
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問題
共通テスト(理科)試験 令和7年度(2025年度)追・再試験 問7(物理基礎(第2問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
図1のような装置を用いて、水平面に置かれた物体と面の間の摩擦を調べる実験を行った。あらい水平面上に伸び縮みしない軽い糸をつけたブロックを置き、糸の他端にばねはかりを取りつけて水平右向きにゆっくり引きながら、ブロックが動き始める様子を観察した。続いてブロックを積み上げて同様の実験を行った。積み上げたブロックは互いに固定されており、一つの物体とみなせる。糸は水平面と常に平行になるようにする。この実験から求められる最大摩擦力の大きさと物体の質量の関係は図2に示すグラフのようになった。
あらい水平面とブロックの間の静止摩擦係数の値として最も適当なものを、次のうちから一つ選べ。
ただし、重力加速度の大きさを9.8m/s2とする。
- 0.27
- 0.38
- 0.60
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この過去問の解説 (1件)
01
解答 0.38
解説
静止摩擦係数をμとします。
最大摩擦力をf、質量をm、重力加速度の大きさをgとします。
力の釣り合いより、
f = μmg
変形して
f= μg×m …①
という式が得られます。
式①より、横軸をm、縦軸をfとしたグラフは
原点を通る直線となり、その傾きはμgに相当します。
ここで図2を見ます。
およそm=0.4kg、f=1.5Nの点を通る直線に
なっていることなどを使って、グラフの傾きは
1.5÷0.4=3.75
とわかります。これがμgに相当するので、
μ = 3.75÷9.8 ≒ 0.383 →約0.38
と計算できます。
よって答えは 0.38 となります。
この選択肢が正解となります。
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