力と運動（知識）の問題

なめらかな水平な床の上に板 B を置き、B の上面（水平で粗い面）に物体 A をのせる。B に糸をつけ、糸を水平右向きに一定の大きさの力で引いたところ、A は B に対してすべらず、A と B は一体となって右向きに一定の加速度で速さを増していった。A と B の間の静止摩擦係数と動摩擦係数は一定であり、B と床の間には摩擦はないものとする。空気抵抗は無視し、糸は軽くて伸びないものとする。

A と B の間ではたらく摩擦力について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　A が B から受ける摩擦力は、A の B に対する運動を妨げる力なので、B を引く向きと逆向き（左向き）にはたらく。
• イ　A が B から受ける摩擦力は右向きにはたらき、その大きさは A の質量と A の加速度の大きさの積に等しい。
• ウ　A が B から受ける摩擦力の大きさは、A と B の間の静止摩擦係数と、A が B から受ける垂直抗力の大きさの積に等しい。
• エ　A が B から受ける摩擦力と B が A から受ける摩擦力は、大きさが等しく逆向きであり、この 2 力はつり合いの関係にある。
• オ　引く力を大きくして A が B の上をすべり出した後は、A が B から受ける摩擦力の大きさは、A と B の接触面の面積が大きいほど大きい。

水平で粗い床の上に置かれた箱を、人が水平方向に押し続けたところ、箱は床の上をすべりながら、押す向きに一定の加速度で速さを増していった。箱と床の間には動摩擦力がはたらき、人は床の上で静止しているものとする（人の足は床に対してすべらない）。空気抵抗は無視する。

このときの力と運動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。

• ア　箱が加速しているので、人が箱を押す力の大きさは、箱が人を押す力の大きさより大きい。
• イ　人が箱を押す力と箱が人を押す力は、つり合いの関係にある 2 力である。
• ウ　箱にはたらく重力と、床が箱におよぼす垂直抗力は、作用・反作用の関係にある 2 力である。
• エ　箱にはたらくすべての力の合力の向きは、箱の加速度の向きと同じである。
• オ　人が押すのをやめると、箱は慣性の法則にしたがって、その瞬間の速さのまま等速直線運動を続ける。

水平な床の上に物体を置き、物体の上面に軽いばねの下端を取りつける。ばねの上端を手で持ち、ばねが鉛直になるようにして、ゆっくりと上に引き上げていく。物体は床から離れることなく、静止したままであった。ばねはフックの法則にしたがうものとする。

このときの物体にはたらく力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。

• ア　物体にはたらく重力の大きさは、ばねの伸びが大きくなるにつれて小さくなる。
• イ　ばねが物体を引く力の大きさは、ばねの長さ（全長）に比例する。
• ウ　物体が床を押す力と、物体が床から受ける垂直抗力は、つり合いの関係にある。
• エ　物体が床から受ける垂直抗力の大きさは、ばねの伸びが大きくなるにつれて小さくなる。
• オ　物体にはたらく重力と、物体が床から受ける垂直抗力は、作用・反作用の関係にある。

物体の運動と力について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　一定の速さで一直線上を運動している物体には、力がはたらいていないか、はたらいている力の合力が $0$ になっている。
• イ　作用と反作用の 2 力は、同じ物体にはたらき、大きさが等しく向きが反対なので、互いに打ち消し合う。
• ウ　質量の大きいトラックと質量の小さい乗用車が正面から衝突するとき、乗用車がトラックから受ける力の大きさは、トラックが乗用車から受ける力の大きさと等しい。
• エ　物体の加速度の向きは、物体にはたらく力の合力の向きと同じである。
• オ　運動している物体には、必ずその運動の向きに力がはたらいている。

水平で粗い床の上に置かれた物体に、水平方向の力を加えて引く場合を考える。物体と床の間の摩擦力について述べた文として誤っているものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　物体が静止している間は、静止摩擦力の大きさは引く力の大きさと等しく、引く力を大きくするとそれに応じて大きくなる。
• イ　最大摩擦力（最大静止摩擦力）の大きさは、静止摩擦係数と、物体が床から受ける垂直抗力の大きさの積で表される。
• ウ　物体が床の上をすべっているとき、動摩擦力の大きさは、物体のすべる速さが大きいほど大きくなる。
• エ　同じ物体と同じ床の組み合わせでは、ふつう動摩擦係数は静止摩擦係数より小さい。