5年 理科 てこのはたらき4 場所によって重りの重さは変化するのか?
森竹 高裕 つり合いゲームをすることで、よりてこの仕組みの理解を深める授業をおこなった。
釣り合いゲームをしましょう。ルールは次のようなものです。
・左右の棒が水平になる(釣り合う)ようにおもりをつけま 実験1 す。
・得点は、左右のおもりの数が同じ→1点
・左右のおもりの数が違う→3点
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下図ののように、どのような場合に釣り合ったのかを記録させていく。そのときのつり合いかたによって、点数を加算させていく。
子どもたちは、ゲームをする感覚であれこれと楽しみながら実験をおこなった。活動が落ちついてきたところで、ボーナス点がある子を告げる。
では、ボーナス点です。
指示1 ボーナス1:おもりを7つ使って釣り合ったら5点です。
ボーナス2:おもりを9つ使って釣り合ったら10点です。
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このボーナス点の指示で、一気に盛り上がった。重りをうまく使えば一気に高得点をねらえるからである。教室は叫び声で騒然となった。ある程度時間をとったところで、得点の発表をおこないチャンピオンを決めた。
教室が静まったところで、次のように問う。
発問2 天秤につるす場所によって、おもりの重さは変わるか。
(かわる・かわらない)
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< かわらない > 35人 ・支点からの距離が遠ければ遠いほど、てこと同じように力がかかるから。
・外の方にやれば3つとかつくけど、内側にやれば軽くなる。おもりの重さは、手で持てば同じだけど、てんびんにやれば違ってくる。
・50gのおもりが前につるしたら、100gになったり後ろにつるしたりしたら20gになるなんてないと思う。それに人間も急に100kgや10kgとかになることなんてないから。
・てんびんの端と端で、おもりをつけたら釣り合ったから、おもりの重さは変わらない。おもりの場所が違って、おもりが変わって見えただけ。
・てんびんの支点に近づけば近づくいほど「支える力」が強いから、何となく軽く感じる。でも外へ行けば行くほど「支える力」が弱くなる。だから支える力がなくなって重くなると思う。
・おもりそれ自体の重さは変わらないけれど、おもりをつるす位置によって力のかかり方が違うから傾きが変わると思う。
そうですね。みんなの言うとおり、場所によって重さが変わる説明1 のはおかしいですよね。これも(天秤が釣り合う)=(おもり の数)×(中心からの距離)だから、別に重りの重さが変わっ ているわけではないのです。
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実験を十分にしてきたためであろうか、全員の子どもが <変わらない>
と考えた。この発問は、単元の始めの方で尋ねたらが意見が分かれておもしろいだろう。 |