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理科力てこの3つの点と道具・てんびん・重力(はさみ・せんぬき・ピンセット・さおばかり)

理科てこ・ばね(計算)小5〜小6(中学受験の理科)39問

てこの3つの点(支点・力点・作用点)と力の大きさ・支点の位置を求める・てこを使う道具の3つの型(はさみ・ペンチ・くぎぬき/せんぬき・穴あけパンチ・くるみ割り器・一輪車/ピンセット・和ばさみ・トング)・力が大きくなるわけ・はさみの根元・てんびんのうでの長さ・手作りてんびん・さおばかりの目もり(0の目もり・間かく・いちばん重い重さ・2つのつり手)・重力の向きと重さ・月では約6分の1・ばねばかりと上皿てんびん・力のつり合い・しくみの説明

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この教材でできるようになること

レッスンの内容

レッスン1 てこの3つの点と力の大きさ

支点・力点・作用点/力×支点からの距離が等しい/力点を遠く・作用点を近くすると小さな力

めやす15分

レッスン2 てこを使う道具の3つの型

支点がまん中(はさみ)・作用点がまん中(せんぬき)・力点がまん中(ピンセット)/力が大きくなるわけ

めやす20分

レッスン3 てんびんとさおばかり

てんびんはうでの長さが等しい/さおばかりの0の目もり・等しい間かく・いちばん重い重さ

めやす20分

レッスン4 重力と、しくみの説明

重力は地球の中心へ/重さ=重力の大きさ/月では約6分の1・てんびんは同じ/2つの力のつり合い/3つの点で説明する

めやす18分

例題を1問やってみよう

600g□g支点作用点力点20cm60cm棒の 重さは 考えない

棒と支え台で荷物を持ち上げるてこ(支点がまん中)

長さ90cmの棒と支え台で、1200gの荷物を持ち上げる(図)。アは荷物をつるした所、イは支え台にのっている所、ウは手でおす所。棒の重さは考えない。

①アは、てこの3つの点のうちどれ?

  1. ア力点
  2. イ支点
  3. ウ作用点

②ウを何gの力で下におすと、棒が水平につり合う?

(   )g

③支え台を荷物の方へ8cm動かした(支点からアまで10cm、ウまで80cm)。ウをおす力は何gになる?

(   )g

答えと解き方を見る

答え ① ウ 作用点 ② 300g ③ 150g

わかっていること 分かっている:荷物1200g、支点からア(荷物)まで18cm、支点からウ(手)まで72cm。

考え方 荷物に力がはたらくアが作用点、棒を支えるイが支点、手で力を加えるウが力点。力点の力×支点から力点=作用点の力×支点から作用点。

  1. ①荷物がついている所→作用点
  2. ②支点からア18cm・ウ72cm:□×72=1200×18=21600→□=300g
  3. ③□×80=1200×10=12000→□=150g

たしかめ ②72÷18=4倍→力は4分の1(1200÷4=300g)。③80÷10=8倍→8分の1(150g)。支点を作用点に近づけると、力は小さくなる。

よくあるまちがい

よくあるつまずき距離は 支点から はかる。「力点から作用点まで」の長さを使わない。
棒のはしが力点とはかぎらない。手で力を加えている所 が力点、物に力がはたらく所 が作用点。
支点がまん中のてこでは、力点を下におすと作用点は上に動く(力の向きが反対になる)。
よくあるつまずき「支点はいつもまん中」と決めつけない。せんぬき・ピンセットは支点が はし にある。
ふつうのはさみ(支点がまん中)と、和ばさみ(にぎりばさみ・力点がまん中)は型がちがう。
力が小さくなる道具(ピンセット)にも、使うわけ(力の加減がしやすい)がある。
よくあるつまずき0の目もりが支点からずれているときは、0の目もりからおもりまでの距離 で物の重さを考える(支点からの距離をそのまま使わない)。
いちばん重い重さも、0の目もりからはしまで の長さで考える。
よくあるつまずき「月では軽くなるので、上皿てんびんでも軽く出る」と考えがちだが、てんびんは分銅と くらべる ので同じ値になる。
説明では「長いから」だけで終わらず、どこからどこまでの距離 が長いのかを書く。

教材のつくり

説明と例題 → 手助けつき(3段階のヒント)→ 自力 → 確認テスト → 数日あとにもう一度、の順で身につけます。まちがえたときは「どこでつまずいたか」を聞き返します。

段階問題数
手助けつき練習7問
自力の練習9問
応用5問
確認テストA6問
確認テストB6問
後日の確認6問

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出典・この教材の範囲

図と数は 教材用に理想化したもの です(棒・糸・うでの重さやまさつは考えない。さおと皿の重さは、0の目もりの位置としてだけ考える)。力の大きさはおもりの重さと同じ g・kg であらわし、中学校で習うN(ニュートン)は使いません。おもりがいくつもあるてこの計算は「てこのつり合いと実験の比較」、棒に重さがあるてこ・重心 は「重さのある棒と重心・圧力」、上皿てんびんの使い方の順 は「実験器具と安全」、滑車・輪軸 は「滑車と輪軸」の教材であつかいます。つめ切りのように2つのてこを組み合わせた道具はあつかいません。道具の3つの点は、ふつうの形の道具で考えています。答えはプログラムで計算しなおしています。

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