グラフの形から使う法則を選ぼう

このレッスンの役割

前のレッスンで、変える量・そろえる量・測る量を表から復元しました。ここでは、グラフの形と実験条件を結びつけ、ばね・圧力・浮力のどの法則を使うか選びます。

ゴールは、直線だから比例と決めつけず、原点、軸、傾き、一定になる区間を確認して物理的な意味を説明できることです。

知る・理解する

グラフは形だけでなく、何を横軸・縦軸にしたかで意味が決まります。

原点を通らない直線は、増え方が一定でも比例とは限りません。たとえばばねの全長は自然長から始まるため、力0 Nでも0 cmになりません。比例するのは力と伸びです。

具体例で使う

グラフAは横軸が力、縦軸がばねの伸びで、原点を通る直線です。力を2倍にすると伸びも2倍と予測できます。

グラフBは横軸が接触面積、縦軸が圧力で、力は一定です。面積が2倍なら圧力は半分になる関係を選びます。

グラフCは物体を水へ沈める途中で浮力が増え、完全に沈んだ後は水平です。最初は沈んだ体積が増え、その後は体積が一定になったと説明できます。

誤答を直して次の学びへつなげる

傾きが急なグラフを、どの横軸の値でも必ず縦軸が大きいと判断してはいけません。二つのグラフが交わる場合は、比較する横軸の位置で値を読みます。

水平なグラフを「力が働いていない」とするのも誤りです。浮力が0ではなく、深さを変えても同じ値を保っていることを表します。

次は、表・グラフ・式を往復し、欠けた値や未知の条件を計算します。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。