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中学理科 · エネルギー

力・圧力・浮力

力を矢印で表し、面積や深さとの関係を考える。

8 のステップで
マスターする
LEARNING STEPS

この順番で進めよう

意味をつかむところから始めて、理解、活用、仕上げへ。前のステップを土台にしながら進みます。

  1. 2

    力の働きといろいろな力

    力が物体の動き・向き・形を変えることを捉え、重力、弾性力、摩擦力、磁力、電気力などを働き方で見分ける。

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    1. 2
      物体の動き・向き・形の変化から力を見つけよう 物体の動き・速さ・向き・形・支えられ方の変化から、力の働きを見つけます。
    2. 3
      押す・引く・曲げる実験で力の働きを観察しよう 台車・ばね・磁石で力を加える前後を観察し、事実と力の説明を分けて記録します。
    3. 4
      「だれが何に」力を及ぼすかで力を説明しよう 力を及ぼす物体と受ける物体を区別し、「AがBへ力を及ぼす」と関係で表します。
    4. 5
      接触する力・離れて働く力を表で分類しよう 弾性力・摩擦力・支える力と、重力・磁力・電気力を接触の有無と相手物体で分類します。
    5. 6
      動いている・止まっている物体の力の誤解を直そう 動いているから進行方向の力がある、止まっているから力がないなどの誤解を直します。
    6. 7
      未知の場面で働く力とその働きを見抜こう 対象物を一つ選び、接触・非接触の相手と観察された働きから、未知の場面の力を特定します。
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    力の三要素・矢印・質量と重さ

    作用点・向き・大きさの三要素を矢印で表し、場所によらない質量と重力による力である重さを単位とともに区別する。

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    1. 2
      同じ力でも作用点・向き・大きさが必要な理由を知ろう 力の三要素が必要な理由を、ドアや台車の例と矢印の対応から理解する。
    2. 3
      ばねばかりで力を測り矢印へ表そう ばねばかりで力をN単位で測り、作用点・向き・尺度をそろえて矢印に表す。
    3. 4
      力の三要素と質量・重さの違いを説明しよう 力の矢印の読み方と、質量・重さの意味・単位・場所による違いを整理する。
    4. 5
      g・kg・Nをそろえて重さと矢印の長さを求めよう 地球上の質量と重さを換算し、指定された尺度で力の矢印を計算する。
    5. 6
      力の矢印と質量・重さの典型誤答を直そう 作用点・向き・尺度・単位を点検し、力の矢印と質量・重さの典型誤答を修正する。
    6. 7
      未知の力図を読み書きし場所が変わる重さを考えよう 未知の装置図でも力の三要素を読み、地球と月で変わる重さを説明・計算する。
  3. 4

    ばねの伸びと力の規則性

    ばねに加える力と伸びの関係を条件をそろえた実験で調べ、比例する範囲を表・グラフから読み取る。

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      同じばねで力を増やすと伸びはどう変わる? 自然長と伸びを区別し、力とばねの伸びの規則性を複数の測定で調べる問いを立てる。
    2. 3
      自然長と伸びを区別して実験しよう 変える条件とそろえる条件を整理し、自然長と全長からばねの伸びを正確に測定する。
    3. 4
      力とばねの伸びが比例することを説明しよう 力とばねの伸びの比例を、何倍・一定の比・原点を通る直線から説明する。
    4. 5
      表・グラフから未知の力や伸びを求めよう 1Nあたりの伸びと比例グラフを使い、未知の力・伸び・ばねの伸びやすさを求める。
    5. 6
      ばねの長さ・伸び・比例範囲の誤答を直そう 全長と伸び、gとN、グラフの軸、比例範囲の典型誤答を診断して修正する。
    6. 7
      未知のばね実験を設計し結果を予測しよう 未知のばねで公平な実験を設計し、外れ値と比例範囲を判断して結果を予測する。
  4. 5

    固体の圧力

    力が同じでも面積が小さいほど圧力が大きくなることを理解し、接地面積と単位換算に注意して計算する。

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    1. 2
      同じ力でも接する面積で食い込み方が変わる理由を探ろう 同じ力でも接触面積によって沈み方が変わる現象から、圧力を学ぶ問いを立てる。
    2. 3
      力と接触面積を分けて圧力の実験をしよう 力と接触面積を一つずつ変え、沈み方を公平に比較する圧力実験を設計する。
    3. 4
      圧力を1平方メートルあたりの力として説明しよう 圧力を単位面積あたりの力として理解し、力と面積による変化を説明する。
    4. 5
      cm²をm²へ直して圧力を計算しよう 質量を重さへ、cm²をm²へ換算し、圧力・力・面積を相互に計算する。
    5. 6
      接触面・単位・反比例の典型誤答を直そう 接触面、N、m²、力と面積の逆関係を点検し、圧力の典型誤答を修正する。
    6. 7
      未知の接地面を選び圧力と効果を予測しよう 複数の接地面を合計し、目的に応じて圧力を大きく・小さくする設計を判断する。
  5. 6

    水圧と大気圧

    水圧が深さとともに大きくなり、大気圧とともにあらゆる向きに働くことを実験と身近な現象から説明する。

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    1. 2
      水や空気が見えない力で押している証拠を探ろう 水中の袋や吸盤などの現象から、水圧と大気圧が物体を押す証拠を見つける。
    2. 3
      深さと向きを分けて水圧を調べよう 深さと向きを一つずつ変える実験で、水圧の大きさと働く向きを調べる。
    3. 4
      水圧と大気圧が全方向に働く仕組みを説明しよう 水や空気の重さと圧力差から、水圧・大気圧が全方向に働く仕組みを説明する。
    4. 5
      水圧の表・グラフと圧力差を読み解こう 深さと水圧のデータ、同じ深さの比較、内外の圧力差を表や図から読み取る。
    5. 6
      深さ・向き・容器の形に関する誤答を直そう 深さ、向き、容器形状、水量、大気圧に関する典型誤答を根拠から修正する。
    6. 7
      ダム・吸盤・容器の初見現象を圧力差で説明しよう ダム・吸盤・缶・複雑な容器を、水圧・大気圧・圧力差で説明する。
  6. 7

    浮力と浮く・沈む条件

    液体中の物体が受ける浮力を測定し、重力と浮力の大小・つり合いから浮く・沈む・静止する状態を説明する。

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    1. 2
      水中で物体が軽く感じる理由を探ろう 水中で物体が軽く感じる現象から、重力と浮力を別の力として捉える。
    2. 3
      ばねばかりで浮力を測り条件を調べよう 空気中と水中の測定値の差から浮力を求め、体積と深さの影響を実験する。
    3. 4
      上下の水圧差から浮力を説明しよう 上面と下面の水圧差から浮力を説明し、重力との大小で浮沈を判断する。
    4. 5
      見かけの重さと浮力を計算しデータを読もう ばねばかりの値から浮力を計算し、沈めた体積・深さとの関係をデータから読む。
    5. 6
      浮力・深さ・浮沈に関する典型誤答を直そう 沈む物体の浮力、深さ、見かけの重さ、浮沈条件の典型誤答を修正する。
    6. 7
      船・潜水艦・未知の物体の浮沈を力で説明しよう 船・潜水艦・未知の物体を、沈んだ体積と浮力・重力の関係から説明する。
  7. 8

    力の実験データを分析する

    ばね、圧力、水圧、浮力の表・グラフ・測定値から変えた条件と結果の関係を読み、根拠を示して予測する。

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    1. 2
      実験データが答えられる問いを見抜こう 問い・変えた量・測った量を対応させ、データから言える範囲を判断する。
    2. 3
      変える量・そろえる量・測る量を表から復元しよう 表と装置図から実験変数を復元し、単位と再測定条件を整える。
    3. 4
      グラフの形から使う法則を選ぼう グラフの軸・原点・傾き・一定区間から、使う物理法則を選ぶ。
    4. 5
      表・グラフを往復して未知の値を求めよう 表・グラフ・式を往復し、ばね・圧力・浮力の未知の値を求める。
    5. 6
      軸・単位・外れ値・結論の典型誤答を直そう 軸、単位、外れ値、因果、結論範囲に関するデータ分析の誤答を修正する。
    6. 7
      初見の力実験から法則・誤差・予測を統合しよう 初見実験で変数を復元し、法則選択、誤差判断、予測と結論を統合する。
  8. 9

    力・圧力・浮力の高校入試総合

    力の矢印、比例、圧力の単位換算、水圧と浮力を組み合わせ、初見の実験や資料でも使う考え方を選ぶ。

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    1. 2
      長い入試問題を場面と問いに分解しよう 長い入試問題を装置・操作・結果・問いへ分け、必要な資料と物理量を選ぶ。
    2. 3
      複合実験の条件と測定値を整理しよう 複合実験の各段階で、変える量・そろえる量・測る量と余分な力を整理する。
    3. 4
      力の矢印・圧力・浮力を一つの模型でつなごう 力の三要素、固体圧力、水圧、浮力を対象物へ働く力として統合する。
    4. 5
      単位換算を含む複合計算を順番に解こう 質量・重さ・面積・圧力・浮力・ばねの複合計算を単位つきで順に解く。
    5. 6
      入試で狙われる読み違いと途中式を直そう 全長・質量・接触面・水圧・浮力の読み違いを量と単位から修正する。
    6. 7
      初見の高校入試大問を根拠つきで完答しよう 初見大問を分解し、法則選択、複合計算、記述、検算まで根拠つきで完答する。
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