小山市の自学塾Activeです。
自学塾Activeは私立特待、栃高栃女、宇高宇女を自学で目指す塾です。
2024栃木県立入試理科の大問8です。
浮力の問題なので、正答率は低い気がしますね。
では、さっそくみていきましょう。
1.浮力の説明
浮力の正体は水圧です。
水圧は、物体に対して垂直に押します。
水に沈んでいる深さが大きいほど働く力が大きくなります。
上から下向きに押すより、下から上向きに押す方が強いので
浮力は常に上向きに働きます。
2.物体Aの重さと浮力の大きさ
物体Aの重さは、水に入っていない状態の重さを探せばOKです。
ビーカーに水が6.0ｃｍ入っているので、グラフは6.0のところを見ましょう。
物体Ａは0.16Ｎですね。
一方、4.0ｃｍ以下のときのグラフは横ばいになっています。
これは、物体Ａがすべて水の中に入っているので、浮力が同じ値を示しているということです。
このとき、ばねばかりは0.13Ｎを示しています。
この差が浮力になります。
よって、0.16－0.13＝0.03Ｎ
これが浮力の大きさです。
3.物体Ａの浮力のグラフ
今回のグラフで注意したいのは
横軸が物体Ａの下面までの高さ、ということです。
物体Ａの高さが4.0ｃｍなので、0ｃｍ～4.0ｃｍの間は水の中に完全に沈んでいます。
つまり、浮力は一定です。
一方、4.0ｃｍ＝6.0ｃｍは物体Ａが水から出てきてしまいます。
最終的（6.0ｃｍ）には、水から完全に出てきます。この時、浮力は0ですね。
よって、最初は横ばい→4.0ｃｍから0に向かっていくグラフを選べば良いので、ウが正解です。
4.物体Ａと物体Ｂを水中でつるすとどうなるか
重さは、物体Ａと物体Ｂのどちらも同じです。
一方浮力は、物体Ｂの方が大きいです。
これらを水中でつるすとどうなるか、という問題です。
浮力が大きいということは、上向きの力が大きくなるということです。
なので、物体Ｂの方が軽くなります。
軽くなるので、物体Ｂの方が浮きますね。
この問題は記述もセットなので、物体Ｂの方が浮力が大きくなるよーみたいなことを書いてあげれば正解になります。
浮力の問題は、ほぼほぼグラフがどこかで折れ曲がります。
その折れ曲がったところが重要だったりします。
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同大学卒業後、高校教師。大手学習塾講師など様々な教育現場を経験。
集団授業などの学習指導のみで本当に学力が向上するのかと疑問を感じ、個々の進度に合った学習計画や学習方法の指導に重きを置いた自学塾Activeを立ち上げる。
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