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■指導内容
1 棒をてことして使ったときの働き(支点・力点・作用点)がわかる。
2 左右の重さが等しいとき、てんびんが釣り合う。
3 おもりの重さ×支点からの距離の積が等しいときに、てんびんが釣り合う。
4 てんびんやてこに親しむ
■ネブシ棒(園芸用の支柱)を使うよさ
・一人に1本用意して、各人が個々に実験することができる。
・力のかかり具合の感覚(支点による力のかかり具合の違い)を、体で感じることができる。
・ねじり棒に入った区切りに着目させて、数値化に結びつけることができる。
■授業の流れ
1 棒をてことして使ったときの働き(支点・力点・作用点)がわかる。
(1)飛脚になって荷物を持とう。
@ ペットボトルを袋に入れてかつぐ。ネブシ棒の持ち方や使い方を変えてかつぐ。
A 気がついたことをメモする。
・棒の端を持って荷物を肩に近づけたら軽い感じがした。
・手を肩の方に近づけたら重い感じがした。
・棒の両端にそれぞれ荷物をかけてかつぐと楽だった。
(2)重たいものを楽に持つポイントは何だろう。
@ 重たいものを楽に持つポイントの仮説を立てる。
・手で持つ位置を肩から遠くにする。
・袋の位置を肩に近づける。
A 数を意識しながら実験をしてみよう。
・持つ位置を10cmずつ動かす。(ネブシ棒の区切りを数を数える)
・肩に乗せるネブシ棒の位置を中央、端で変えてみる。
・力の大きさを数字で表すために、手の代わりにおもりになるものを棒にかけてみる。
(3)実験結果をまとめよう。
@ 実験の結果を報告する。 …どんなかたちで?(一斉・班別・個々の情報交換・板書)
・肩から荷物が近いほど、楽に持つことができる。
・手の位置を肩から遠くにすれば、楽に荷物を持てる。
A 支点、力点、作用点について教える。
B 身の回りにもてこを使った道具があることを知る。(ワークシート)
・釘抜き …支点と作用点が固定されている場合
・はさみ …支点と力点が固定されている場合
・つめ切り…支点と作用点が固定されている場合
(4)身の回りにあるてこを使った道具でも、見つけたきまり(仮説)が当てはまるだろうか。
見つけたきまり ・支点から作用点が近いほど、力は少なくてすむ。
・力点が支点から遠いほど、力は少なくてすむ。
@ 身近な道具を、支点・力点・作用点を変えながら使い、力のかかり具合の違いを調べよう。
a 釘抜きコース …釘抜きを持つ位置(力点)を変える。遠くに持つほど楽に抜ける。
b はさみコース …物を切る位置(作用点)を変える。刃先ほど力が必要になる。
c 爪切りコース …爪切りを持つ位置(力点)を変える。遠くを持つほど楽に爪が切れる。
A わかったことをワークシートにまとめよう。
2 左右の重さが等しいとき、てんびんが釣り合う。
(1)荷物が2つの場合の運びかた
@ 2つの樽に水を入れて運びたい。どうやって運んだら水をこぼさずに楽に運べるだろうか?
・ネブシの棒と2つのペットボトルで自由試行する。
a ペットボトル2つを棒の端に付け、反対側の端を持ちあげる …重くて上がらない
b てこと同様にペットボトルを肩に背負う(作用点を支点に近づける)…水がこぼれる
c 棒の両端にそれぞれペットボトルをつるし、釣り合わせる。 …うまく運べる。
A 実験の結果を報告する。 …どんなかたちで?
・おもりの重さが同じで、支点からの距離が等しければ釣り合う。(きまり1)
3 おもりの重さ×支点からの距離の積が等しいときに、てんびんが釣り合う。
(1)荷物が3つの場合の運びかた
@ 3つの樽に水を入れて運びたい。どうやって運んだら水をこぼさずに楽に運べるだろうか?
・ネブシの棒とペットボトルで自由試行する。ペットボトルの数は3に限定しない。
a 棒の両端にペットボトルを2個と1個でつるし、棒の中央を担ぐ …水がこぼれる。
b ペットボトル3つを棒の端に付け、適当な支点でかつぐ …重くて上がらない
c 棒の両端にペットボトルを2個と1個でつるし、適当な支点でかつぐ …うまく運べる
A 実験の結果を報告する。 …どんなかたちで?
・ペットボトルの数が違うとき、肩に乗せる位置を変えると釣り合う。
・ペットボトルが2個ある方を近くに、1個の方を遠くにすると釣り合う。(きまり2)
(2)てんびんが釣り合うときのきまりを見つけよう
@ 見つけたきまりから、てんびんが釣り合うときの仮説を立てよう。
きまり1:おもりの重さが同じで、支点からの距離が等しければ釣り合う。
きまり2:ペットボトルが2個ある方を近くに、1個の方を遠くにすると釣り合う。
→ 仮説1:同じ重さ、同じ目盛りの数ならいつでも釣り合うはずだ。
仮説2:おもりの重さと支点からの距離が関係あるようだ。
A 実験用てこを使って仮説が正しいかどうか確かめよう
・二人に一台のペアごと実験させる。
・仮説2から「おもりの重さ×目盛りの数」まで導く
結論1:同じ重さ、同じ目盛りの数ならいつでも釣り合う
結論2:おもりの重さ×目盛りの数が等しいときに釣り合う
B 実験の結果を報告する。
4 てんびんやてこに親しむ
(1)釣り合いゲームをしよう「おもりの重さ×目盛りの数」
@ 左右の棒が水平になる(釣り合う)ようにおもりをつけ方を見つける。
A 左右のおもりの数が同じ場合→1点、左右のおもりの数が違う場合→3点
B たくさんの得点をゲットした人の勝ち
(2)重さくらべ十番勝負「てんびんの習熟」
重さくらべ十番勝負。どちらが重いか上皿てんびんを使ってくらべよう。
・ボールペンVSえんぴつ ・マジック太VSマジック細
・まるめたA4紙VS折りたたんだA4紙 ・くぎVS画鋲
・理科教科書VS社会科教科書 ・CDVSCDケース
・フォークVSスプーン ・新品チョークVS新品鉛筆
・10円玉VS100円玉 ・えんぴつVS消しゴム
(3)ポッキーをたくさんもらうには(てこ)
一本のポッキーを二人で割ってわけます。
なるべくたくさんもらうためには、どのように力を入れてポッキーを割ったらいいでしょう?