このページは、Mr.Taka　中学校理科の授業記録＞　１年（2012年度）です

第66時
実習18　単位面積あたりにはたらく力＝圧力

　　　　　2012　12　17（月）、18（火）、19（水）
　　　　　理科室

はじめに
　今日の授業は前後半にわけることができます。前半は一斉授業で『単位面積あたりにはたらく力＝圧力』の学習、後半は個人で練習問題を解きます。

上：今日の学習プリント左面は一斉授業、右面は個人練習で使う
　※左面の練習問題は、生徒全員が購入した問題集の一部をコピーしたもの

本時の目標 １　単位面積の考え方を確認する ２　物体の下から、単位面積あたりにはたらく重力を図示する ３　圧力に関する練習問題を解く

準　備

生　徒	教　師
教科書 理科便覧 問題集	本日の学習プリント　（１／人）

授業の流れ
（１）　本時の授業内容の紹介　（１分）

（２）　長さ、面積、体積　　　（７分）
　学習プリントに印刷しておいた１辺の長さ１cm、２cm、３cmの立方体について、その長さ、面積、体積の確認をします。長さは印刷してある通りなので問題ないでしょう。立方体の面は６つありますが、見えている面は３つです。ぞれぞれに面あ、面い、面うの名称を与え、面積を計算させます。ポイントは、数と単位をそれぞれ別々に計算させることです。体積のポイントも同じで、数を単位を別々に計算させることです。また、単位の読み方も確認しておきましょう。

上：Ａ君の学習ポイント

面積の計算例 面あ：２cm×３cm＝２×３ cm×cm＝６cm2 面い：１cm×３cm＝１×３ cm×cm＝３cm2 面う：１cm×２cm＝１×２ cm×cm＝２cm2 　「数は数、単位は単位でそろぞれ別々に計算しましょう。面あは、２×３で６、cm×cmでcm2、合わせて６cm2です。」 体積の計算例 立方体の体積：１cm×２cm×３cm＝１×２×３ cm×cm×cm＝６cm3 　「体積は３つの辺をかければ求めることができます。この場合、１×２×３＝６、ではありません。単位がないからです。６mm2なのか６km2なのか不明です。あるいは、６cｍ、６kg、６リットル、６ユーロなど、面積ではない単位を答える人もいるかも知れません。 　この場合、１センチ×２センチ×３センチ、でもありません！　１センチ・メートル×２センチ・メートル×３センチメートル、です。したがって、センチ・メートルを３回かけたので、センチ・メートル３乗です。読み方は、センチ・メートル３乗で正解です。立方センチ・メートルと呼んでも正解です。お勧めの読み方は、『センチ・メートル３乗』です。なぜなら、センチ・メートル３乗は、３つの長さをかけ算した結果であることを示しているからです。単位の意味を知ることは、物理学にとってとても重要です。 　圧力の単位は、g重／cm2、。すなわち、力の大きさを面積で割れば求められることを意味しています。←　私が推奨する重力単位系を使えば、このような説明を付け加えることができるので、生徒の科学的思考を養うことができます。しかし、現状はＰａ（パスカル）を使うことになっているので、以下のような説明になります。 　圧力の単位は、Ｐａ。１Ｐａは１Ｎ／m2なので、圧力は力の大きさＮを面積m2で割れば求められます。」　←　わずかに難しいだけのように感じますが、日常で使う数値とかけ離れているので、13才の子どもは混乱し、物理学を嫌いにさせる可能性が高くなります。なぜなら、１Ｐａは、１平方メートルあたり0.0001Ｎ（0.01gの物体にかかる重力）です。たった0.01gです。実感できない力です。参考資料『taka先生が推薦する圧力（水圧、大気圧）、水深に関する単位』

（３）　生徒実習：物体の下から、単位面積あたりにはたらく重力を図示する
　直方体の質量を６kgとします。そして、物体の床に置いたとき、床にはたらく圧力の大きさを図示させます。ポイントは２つ。１つは物体を下から見ること、もう１つは、床に接する面を単位面積に区切ることです。

上：Ｂさんの学習プリント

指導の手順とポイント １　面あは、２cm×３cm＝６cm2 なので、底面を６つにわける ２　それぞれの面の中心に、小さな点を打たせる ３　小さな点から、重力を表す矢印『↓』６本を図示させる ４　質量６kgの物体にはたらく重力は60Ｎなので、矢印１本は10Ｎ ５　４で求めた矢印は『単位面積あたりの力』、すなわち、圧力（力の大きさ÷面積）となる ６　同様にして、面いは３つ、面うは２つの底面にわける ７　単位面積を１cm2にした理由は、あえて触れない。Ｐａへつなげるなら１m2にするべきだが、子どもは大きすぎてイメージできない ８　３つの図ができた生徒は、先生の点検を受け、合格印をもらう ９　合格した生徒から、プリント右側の練習問題を解く

（４）　練習問題を解く
　問題集を持参した生徒もたくさんいますが、学習プリントン印刷したものを解かせました。

上：Ｃさんの学習プリント

授業を終えて
　どのクラスも生徒全員が合格印をもらいました。少しでも圧力について理解が深まれば良いと思います。

　次の時間は、水圧について調べます。

実践ビジュアル教科書『中学理科の物理学』

第２章　静かな 　力のつりあい

鉛筆で調べる圧力

p.32、p.33