理科ラボ

中学3年 理科|斜めの2力の合成

斜めの2力の合成の標準問題

この教材のために作ったオリジナル問題です。入試過去問は掲載していません。

定期テストくらいの問題です。計算はノートや紙でして、答えの数字だけを入れましょう。まちがえたらヒントが出ます。「類題」で数字を変えた問題を何回でも練習できます。

印刷する PDFをダウンロード問題解答解説

印刷・PDFの問題は数字が固定されています(だれが印刷しても同じ問題で、解答と合います)。画面の「類題」は毎回ちがう数字になります。

問1選んで答える10点

2つの力と同じはたらきをする1つの力を求めることを、何というか。

  1. ア 力の分解
  2. イ 力の合成
  3. ウ 力のつり合い
答えと解説

答え:イ(力の合成)

2つ以上の力を、同じはたらきをする1つの力(合力)にまとめることを、力の合成といいます。

よくあるまちがい:合成=まとめる、分解=分ける。

問2図を見て選ぶ12点

3Nの力Aと3Nの力Bが、90°開いてはたらいている。合力はどちら向きか。

  1. ア 力Aの向き
  2. イ 2力のまん中の向き
  3. ウ 力Bの向き
答えと解説

答え:イ(2力のまん中の向き)

2力を2辺とする平行四辺形(ここでは正方形)をかくと、その対角線が合力です。同じ大きさなので、まん中の向きになります。

よくあるまちがい:合力は、2力を2辺とする平行四辺形の対角線。

問3図を見て選ぶ12点

同じ大きさの2力の間の角度を大きくしていくと、合力の大きさはどうなるか。

  1. ア 大きくなる
  2. イ 変わらない
  3. ウ 小さくなる
答えと解説

答え:ウ(小さくなる)

角度が0°のとき合力は最大(2力の和)、180°のとき最小(2力の差)。角度が大きくなるほど、合力は小さくなります。

よくあるまちがい:0°で和、180°で差。間の角度が開くほど合力は小さい。

問4計算12点

3Nの力と4Nの力が、90°の角度ではたらいている。合力の大きさは何Nか。(作図して長さをはかってもよい)

答えと解説

答え:5N

  1. 2力を2辺とする長方形の対角線が合力
  2. 対角線=√(3²+4²)=√25=5N

よくあるまちがい:90°のとき、合力は「2力の和」ではない。長方形の対角線の長さ。

問5選んで答える12点

3Nと3Nの2力が、0°(同じ向き)、120°、180°(反対向き)の角度ではたらくとき、合力の大きさの組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. ア 6N・3N・0N
  2. イ 6N・6N・6N
  3. ウ 0N・3N・6N
答えと解説

答え:ア(6N・3N・0N)

0°:3+3=6N

120°:同じ大きさの2力が120°開くと、合力は1つの力と同じ3N(正三角形ができる)

180°:3−3=0N

よくあるまちがい:120°の同じ大きさの2力は、合力が1つ分の大きさになる。

問6図を見て選ぶ12点

90°開いた2力のうち、力Bだけを大きくした。合力の向きはどうなるか。

  1. ア 力Aの向きに近づく
  2. イ 変わらない
  3. ウ 力Bの向きに近づく
答えと解説

答え:ウ(力Bの向きに近づく)

平行四辺形が力Bの向きに長くなるので、対角線(合力)も力Bの向きに近づきます。

よくあるまちがい:合力は、大きい方の力の向きに近づく。

問7選んで答える12点

重い荷物を2人で持つとき、2人の腕の間の角度をどうすると、1人あたりの力が小さくてすむか。

  1. ア 角度を大きくする
  2. イ 角度を小さくする
  3. ウ 角度は関係ない
答えと解説

答え:イ(角度を小さくする)

2人の力の合力が、荷物の重さとつり合います。角度が小さいほど、小さな力で同じ合力を出せます。

よくあるまちがい:2力の間の角度が小さいほど、合力は大きくなる=小さな力ですむ。

問8作図18点

点Oから右へ4目もり分の力Aと、上へ3目もり分の力Bがはたらいている。合力を作図する方法を説明し、合力をかきなさい。

答えと解説

答えの例

力Aと力Bを2辺とする平行四辺形(ここでは長方形)をかき、点Oから向かいの頂点まで対角線を引く。これが合力(大きさは5目もり分)。

採点のポイント:2力を2辺とする平行四辺形(長方形)をかいている/点Oからの対角線に矢印をつけている

よくあるまちがい:矢印の先どうしを結ぶのではなく、平行四辺形の対角線を引く。