仕事・エネルギーと運動量（知識）の問題

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜カのうちから 1 つ選べ。ただし、空気抵抗は無視し、物体は質点とみなせるものとする。

あらい水平面の上で、物体に水平な初速度を与えて滑らせたところ、物体はしだいに減速して、やがて止まった。物体が滑り出してから止まるまでの間に、物体の運動エネルギーは減少した。この間の物体の運動エネルギーの変化は、物体にはたらく（ a ）に等しい。また、この間に動摩擦力が物体にした仕事は（ b ）である。

次の文章中の空欄 a・b・c に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

なめらかな水平面上に、2 台の台車 A, B が、間に軽いばねを縮めてはさんだ状態で静止している。ばねを固定していた留め具を外すと、A と B は互いに逆向きに動き出した。

A の運動量の変化は、その間に A が受けた（ a ）に等しい。ばねを通して A が B から受ける力と、B が A から受ける力は作用・反作用の関係にあり、A と B を 1 つの物体系として見ると、これらの力は（ b ）である。この物体系に水平方向の（ c ）がはたらかないので、A と B の運動量の和は保存され、動き出した後も 0 のままである。

運動エネルギー・位置エネルギーと仕事の関係について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、物体は質点とみなせるものとする。

• ア　物体にはたらくすべての力がした仕事の和は、その間の物体の力学的エネルギーの変化に等しい。
• イ　自然の長さを基準としたとき、ばねの弾性力による位置エネルギーは、ばねの伸びに比例する。
• ウ　物体が移動するとき、重力が物体にする仕事は、途中の経路によらず、始点と終点の位置（高さ）だけで決まる。
• エ　地表付近で、重力による位置エネルギーの値は、基準面の高さをどこに選んでも同じ値になる。
• オ　静止したなめらかな曲面に沿って物体がすべり降りるとき、曲面からの垂直抗力は物体に正の仕事をする。

次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜カのうちから 1 つ選べ。ただし、空気抵抗は無視する。

なめらかな水平面上に、なめらかな斜面をもつ台が静止して置かれている。台の斜面上に小物体を置いて静かにはなすと、小物体は斜面から離れることなく斜面に沿ってすべり下り、それと同時に台は水平面上をすべって動き始めた。

小物体と台をまとめて 1 つの物体系とみなす。小物体が斜面をすべり下りている間、小物体と台が斜面を通して互いに及ぼし合う垂直抗力は、この物体系にとって（ a ）である。小物体をはなしてから小物体が斜面の下端に達するまでの間、この物体系の運動量の和については、（ b ）。

次の文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜カのうちから 1 つ選べ。

火力発電所では、石油や天然ガスなどの燃料がもつ（ a ）エネルギーを、燃焼によって熱に変え、その熱で発生させた高温・高圧の水蒸気でタービンを回し、発電機で電気エネルギーを得ている。この過程では、エネルギーの一部が利用しにくい熱として周囲に逃げてしまう。しかし、周囲に逃げた熱も含めて考えると、エネルギーの総量は変換の前後で（ b ）。