実験２ 自由落下運動（距離）
2004 6 7（月）
第１理科室
前時と全く同じ実験ですが、縦軸が距離になります。落下実験は１回でも良いのですが、本物の記録テープでグラフを作りたいので１人１０回落しました。出来上がりのグラフは、下図のような放物線になります。
（上：板書案）
＜本時のねらい＞
乾電池を自由落下させ、その落下運動を記録タイマーで記録する。テープを１秒毎に切断、順に張り付けることで、乾電池が等加速度で落下していることを発見する。
＜授業の流れ＞
１ 実験データの処理方法
「できた記録テープは６打点毎に切ります。そして、下端をそろえて順に糊付けします。階段状になります。教科書４１ページに結果がありますので参考にして下さい。」
２ 生徒実験『乾電池の自由落下』
実験方法は前回と同じ。ただし、今回は同じ記録を１人１０本作るので、テープを節約することが大切。
＜実験上の注意＞
・ 記録タイマーを６０Ｈｚにセットする
・ 記録テープは２０ｃｍで十分（８、９、１０本目は３０ｃｍ）
→ 理論的には６本目（0.1秒後）の落下距離は4.9ｃｍ、12本目（0.2秒後）は19.6ｃｍ。
３ データ処理
同じように正確な実験を繰りえせば、同じ結果が得られるので問題ないが、生徒の実際は誤差だらけ。したがって、記録テープを横一線に並べられないので、どうにもならない。
（上：Ａ君は比較的正確な実験をくり返した）
＜評価基準＞
１ 自然事象への関心・意欲・態度
Ｂ 自宅から、鋏・のり・短い定規を持参できる
Ｂ 乾電池の落下実験を１０回くり返すことができる
２ 科学的な思考
Ａ 自由落下する物体の加速度は、常に等しいことを指摘できる
Ａ 誤差が生じた記録テープの原因を考え、それを修正してグラフ化できる
３ 実験・観察の技能・表現
Ａ 実験データから、放物線を描けられる
４ 自然事象についての知識・理解
Ｂ 自由落下する物体の距離は、時間とともに加速度的に増えることを理解できる
授業を終えて
| 今日の授業が苦しかった理由は次の３点。こんなに大きな問題があっては無理でしょう。 １ 実験の誤差が大きい 生徒は同じ実験をくり返すことができない。誤差の原因のほどんどが、記録テープとタイマーの摩擦。 ２ 実験誤差を修正できない 誤差が出来ても、記録テープを並べる時に修正できるだろうと判断していたが無理だった。どこで、どようにして誤差が出来たのか推測できなければ修正できない。写真左のように中間部分に着目してしまう生徒もいる。 ３ 数学で放物線を学習していない これから学習するんだって・・・ |
ということで収穫の少ない実験でしたが、記録タイマーに慣れ、自分達の実験誤差の大きさに気づくことはできたでしょう。もし、もう自由落下運動の距離について測定する時間が与えれれるなら、実験は１回だけにして、そのデータ処理に時間をかけるのが正解だと思います。下に板書案を掲載します。
（上： 左端に番号（時間）と距離を書き込んだ記録テープを添付、その右側にデータをグラフ化させる。）
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実験１ 自由落下運動（速さ） |
実験３ 斜面を滑り落ちる台車 |