中3 理科「仕事とエネルギー」無料学習プリント（答えつき）
学年・組 名前 点
- 物体に力を加えて、その力の向きに物体を動かしたとき、力は物体に（ ）をしたという。
- 図のように、ばねばかりで箱を20Nの力で引き、力の向きに3m動かした。このとき、引く力が箱にした仕事は何Jですか。
- 図のように、床の上の箱をばねばかりで水平に引いて一定の速さで動かした。このとき、ばねばかりが示す力の大きさは、箱と床の間にはたらく（ ）の大きさと等しい。
- 仕事の大きさは「力の大きさ〔N〕×力の向きに動いた距離〔m〕」で求め、単位には（ ）（記号J）を使う。
- 重さ8Nの物体を、真上に0.5mゆっくり持ち上げた。このときの仕事は何Jですか。
- 物体をゆっくり真上に持ち上げるとき、手が加える力の大きさは、物体にはたらく（ ）の大きさと等しい。
- 質量500gの物体にはたらく重力の大きさは何Nですか。100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。
- 次のうち、理科でいう「仕事」をしているものを選びなさい。
ア 重いかばんを持って、じっと立っている イ 荷物を床から机の上まで持ち上げる ウ 動かない壁を力いっぱい押し続ける エ 荷物を持ったまま、水平な廊下を歩く - 1秒間あたりにする仕事の大きさを（ ）という。
- 仕事率の単位は（ ）で、記号Wで表す。1秒間に1Jの仕事をするときの仕事率が1Wである。
- 体重500Nの人が、高さ3mの階段を6秒で上がった。このときの仕事率は何Wですか。
- 質量2kgの物体を、床から1.5mの高さまでゆっくり持ち上げた。このときの仕事は何Jですか。100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとする。
- 次のア〜エのうち、仕事率が最も大きいものを選びなさい。
ア 100Jの仕事を5秒で行う イ 150Jの仕事を10秒で行う ウ 60Jの仕事を2秒で行う エ 200Jの仕事を20秒で行う - 図は、ボールを静かに落としたときの、落下した距離とボールのもつエネルギーの関係を表している。運動エネルギーを表しているグラフはア〜ウのどれですか。
- 次のうち、おもに対流によって熱が伝わっている例を選びなさい。
ア フライパンの取っ手が熱くなる イ エアコンの暖房で部屋全体があたたまる ウ 日なたに出ると体があたたかくなる エ アイスを持った手が冷たくなる - 次のうち、おもに放射によって熱が伝わっている例を選びなさい。
ア 湯たんぽで足をあたためる イ やかんの水が下からあたたまって全体が熱くなる ウ たき火に向いた顔だけが熱く感じる エ 鉄板の上で肉が焼ける - 次の器具のうち、電気エネルギーをおもに運動エネルギーに変換しているものを選びなさい。
ア 扇風機 イ 電気ストーブ ウ 電灯 エ 光電池 - 摩擦のある斜面で物体をすべり下ろしたところ、物体の力学的エネルギーが10Jから7Jに減った。減った3Jの大部分は、何エネルギーに変わったと考えられますか。
答えと解説
- 仕事 力を加えても物体が動かなかったり、動いた向きが力の向きと垂直だったりすると、理科でいう仕事は0になる。
- 60 仕事＝力の大きさ×力の向きに動いた距離＝20N×3m＝60J。
- 摩擦力 一定の速さで動いているとき、引く力と摩擦力はつり合っている。だから引く力の仕事は「摩擦力×動いた距離」で求められる。
- ジュール 1Nの力で物体を力の向きに1m動かしたときの仕事が1J。エネルギーの単位もJを使う。
- 4 真上に持ち上げるには重力と同じ大きさの力が必要。8N×0.5m＝4J。
- 重力 持ち上げる仕事は「重力の大きさ×持ち上げた高さ」で求められる。
- 5 100gで1Nなので、500gでは5N。質量〔g〕を100でわるとNになる。
- イ 荷物は持ち上げる力の向き（上向き）に動いている。ほかの3つは、力の向きに物体が動いていないので仕事は0。
- 仕事率 仕事率が大きいほど、同じ仕事を短い時間で終えられる。能率のよさを表す量である。
- ワット 電気器具の消費電力にも同じ単位Wが使われる。
- 250 階段を上がる仕事は、体重500N×高さ3m＝1500J。1500÷6＝250W。
- 30 2kg＝2000gなので重力は20N。20N×1.5m＝30J。
- ウ 仕事率はそれぞれ20W・15W・30W・10W。仕事の大きさではなく、1秒あたりの仕事で比べる。
- イ 落下するにつれて運動エネルギーは増え（イ）、位置エネルギーは減る（ア）。ウは両者の和で、一定に保たれる力学的エネルギー。
- イ あたためられた空気が部屋の中を動いて熱を運んでいる。フライパンと手の例は伝導、日なたは放射。
- ウ たき火から出る光や赤外線が、空間をへだてて顔に熱を伝える。湯たんぽと鉄板は伝導、やかんの水は対流。
- ア 扇風機はモーターで羽根を回している。電気ストーブは熱、電灯は光に変換し、光電池は光を電気に変換する。
- 熱エネルギー 摩擦によって物体と斜面があたたまる。熱エネルギーまでふくめると、エネルギーの総量は保存されている。