このページは、中１物理1999／takaの授業記録　です

実験５　フックの法則
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2000　02　14（火）

今日はバネを使った簡単で美しいデータが得られる実験です。実験が早く終わった生徒にも、いくつかの応用実験を用意してあります。バネの弾性力と重力の実験です。 　（右：バネの伸びを測定する） バネは100ｇと200ｇの２種類 用意しまた

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授業の流れ
１　フックの法則をまとめる
　＜フックの法則＞
　物体に力を加えたとき、変形した大きさと加えた力が比例する
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（弾性限界まで）

２　力の大きさの単位をまとめる
　力の大きさは、１kgの分銅にはたらく重力の大きさを単位とする。
　　　　　　　　（１kg重）
→　これは地球の場合です。月面上では１／６になることを知らせると力に対する理解が深まります。

（上：Ａさんの学習プリント）
→　上の矢印は、定規で２．５cm正確に書かせた。その理由は後日する

力の大きさの単位について 　1999年度はｇ重ぐらむじゅうを使うことができましたが、2002年度は国際単位系（ＳＩ）に準じてＮニュートンを使わなければなりませんでした。１ｇ重とは質量１ｇの物体に働く地球の重力であり、比較的説明しやすいものでした。しかし、１Ｎの定義は難しく教科書の記述※も曖昧にならざるを得ない状況になりました。 　私は基本的に国際単位系（ＳＩ）を学習させることに賛成しますが、力の単位については生徒の発達段階から判断してｇ重を採用する方が適切であり、生徒実験をさせたときのデータ処理の負担が少なくなると思います。地球の引力と重力の関係が理解しやすいです。さらに私は、ニュートンの万有引力の法則について学習することを勧めます。 ２つの力の単位 ぐらむじゅう ｇ重 ニュートン Ｎ 質量１ｇの物体に働く地球の引力（重力の重じゅう） 　※１Ｎは約１００ｇのおもりにはたらく重力と同じである（中学校理科１分野上、大日本図書株式会社、平成１４年） ０００１ｇ＝　１ｇ重 ００１０ｇ＝　１０ｇ重 ０１００ｇ＝　１００ｇ重 １０００ｇ＝　１０００ｇ重 ２０００ｇ＝　２０００ｇ重 ０００１ｇ＝　０．０１Ｎ ００１０ｇ＝　０．１Ｎ ０１００ｇ＝　１Ｎ １０００ｇ＝　１０Ｎ ２０００ｇ＝　２０Ｎ

３　実験１（100g用バネ）

１）　方法を演示する ・　鉄製スタンドの自在ばさみの一端に「バネ」を引っ掛ける ・　分銅を１つ掛け、バネを少し伸ばしてから定規を設置する 　→　始めに少し伸ばした方が、正確になる 　→　定規はセロテープでとめる 　→　短い場合はテープでつなぐ 　→　『定規の０』は「バネの下端」に合わせる ２）　実験する 　　→　信じられないが、常に分銅の下端で測定している班がいくつかある。一見「比例」しているように見えるが、測定したいのは「バネの伸び」だけである。 （右：実験の様子）

４　実験２（200gバネ）
　100gの実験を完了し、グラフにできた班から「200gのバネ」を渡した

（上：左右とも生徒の学習プリントから）

実験結果は上々である。さすが、実験用『つるまきバネ』である。

尚、グラフの書き方は全体での説明後、班単位で指導した。
＜留意点＞
・　原点を通る
・　全ての点を通らない
・　全ての点の平均とする
　例えば「点４つ」の場合、線より上に２個、下に２個となる
→　生徒のグラフは、ご覧のとおり上々

５　実験３（発展）
　早く終わった班には、＜筆箱の重さを測る＞実験をさせた
１）　筆箱を吊るし、バネの伸びを測定する
２）　自分のグラフから、筆箱の重さを求める
３）　電子てんびんで正確な重さを知る
４）　測定誤差を知り、原因を考える

（上：Ａさんの学習プリントから）
　Ａさんの場合、バネの伸びは１６cm→　力の大きさ１５２g

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授業を終えて
　事前に「３０センチ以上の長さの定規を持参すること」と連絡しておいたが、実際は数人しか持参しない。それでも、いつも筆箱に入っている短い定規をセロテープで繋ぎ合わせて実験しているさまは、なかなな良い。

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