理科 第1章
物理
要点編
力・圧力・電流・仕事の数値計算
ここは参考書パート（要点編）です。市販参考書と同じく「読んで理解 → 例題で流れを追う → チェック」の順で進めてください。理解チェックができたら問題編へ。
① この章のねらい
物理では、目に見える現象を力・速さ・電気などの量で表す。図に向きと単位を書き、数量の関係を式に直すことが出発点である。力のつり合いと作用・反作用は、働く物体が同じかどうかで区別する。回路では電流・電圧・抵抗の関係を、実験結果から読み取る。
- 力を矢印で正確に表せる
- 力のつり合いと作用・反作用を区別できる
- 速さ・圧力を単位付きで計算できる
- 運動の記録テープやグラフを読める
- オームの法則を使える
- 直列・並列回路の規則を説明できる
② 重要ポイント（本文）
1.力の三要素
力は作用点、向き、大きさで表す。矢印の始点を作用点、矢印の向きを力の向き、長さを大きさに対応させる。同じ物体に働く力だけを一つの図にかく。
2.力のつり合い
一物体に働く二力が一直線上で反対向き、かつ同じ大きさならつり合う。つり合っていても力が存在しないわけではない。机上の本には重力と垂直抗力が働く。
3.作用・反作用
物体Aが物体Bを押すと、BもAを同じ大きさで反対向きに押す。この二力は別々の物体に働くため、つり合いの二力ではない。作用と反作用は常に同時に生じる。
4.速さと運動
速さは単位時間あたりに進む道のりである。等速直線運動では同じ時間に同じ道のりを進む。記録テープの点間隔が一定なら速さは一定である。
5.力と運動の変化
運動の向きに力が働くと速さは増す。運動と反対向きに力が働くと速さは減る。力がつり合うと、静止または等速直線運動を続ける。
6.圧力
圧力は面を垂直に押す力のはたらきの強さである。同じ力なら接触面積が小さいほど圧力は大きい。液体では深いほど圧力が大きく、あらゆる向きに働く。
7.電流と電圧
電流は電荷の流れで、単位はAである。電圧は電流を流そうとするはたらきで、単位はVである。電流計は直列、電圧計は測りたい部分に並列につなぐ。
8.オームの法則
抵抗が一定なら、電流は電圧に比例する。電圧を縦軸、電流を横軸にすると原点を通る直線になる。式へ代入する前にV、A、Ωを確認する。
9.直列回路
直列回路では回路のどこでも電流は等しい。全体の電圧は各部分の電圧の和になる。抵抗を直列につなぐと全体の抵抗は大きくなる。
10.並列回路
並列回路では各枝にかかる電圧は等しい。全体の電流は枝分かれした電流の和になる。家庭の配線は器具を独立に使える並列回路である。
11.浮力と圧力の応用
水中の物体には、押しのけた水の重さに等しい上向きの浮力が働く。深く沈めても同じ体積なら浮力は変わらないが、水圧は深いほど大きくなる。浮く・沈む問題では重力と浮力を同じ物体に働く力として比べる。実験ではばねばかりの値の減少を浮力として読み取る。
12.電力と発熱
電力は電気エネルギーが一秒間に変換される量である。同じ時間なら電力が大きい器具ほど電力量も大きい。電熱線では電気エネルギーが主に熱エネルギーへ変換される。電力量を問う問題では使用時間を秒または時間にそろえる。
13.磁界と電流
電流が流れる導線の周りには磁界ができる。磁界の向きは方位磁針のN極が向く向きで表す。コイルに電流を流すと電磁石になり、電流の向きで極が変わる。電流を大きくしたり巻き数を増やしたりすると電磁石を強くできる。
14.実験結果の考察
実験では変える条件以外をそろえることが比較の前提である。表の数値だけでなく、測定の誤差や繰り返しの有無も確認する。結果からいえることと、結果だけではいえないことを分けて書く。グラフの直線性は比例関係を判断する根拠になる。
③ 公式・用語
| 名称 | 内容 | メモ |
|---|---|---|
| 速さ | 速さ = 道のり ÷ 時間 | m/s、km/hをそろえる |
| 圧力 | 圧力 = 力 ÷ 面積 | Pa = N/m² |
| オームの法則 | 電圧 = 電流 × 抵抗 | V = A × Ω |
| 電力 | 電力 = 電圧 × 電流 | W = V × A |
| 電力量 | 電力量 = 電力 × 時間 | J = W × s |
用語集
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 重力 | 地球が物体を地球の中心へ引く力。 |
| 垂直抗力 | 面が物体を面に垂直に押し返す力。 |
| 摩擦力 | 接触面で運動を妨げる向きに働く力。 |
| 作用・反作用 | 異なる二物体に同時に働く一対の力。 |
| 抵抗 | 電流の流れにくさ。単位はΩ。 |
| 電流計 | 流れる電流を測る計器。 |
| 電圧計 | 二点間の電圧を測る計器。 |
| 導体 | 電気を通しやすい物質。 |
| 作用点 | 力がはたらく点。 |
| 垂直抗力 | 面が物体を垂直に押し返す力。 |
④ 解法・読み方の手順
計算問題の手順
- 求める量と単位を書く。
- 与えられた値をSI単位にそろえる。
- 文字式へ代入し、単位を付けて答える。
回路図の読み方
- 電流計・電圧計の接続を確認する。
- 直列か並列かを枝分かれで判定する。
- 規則を書いてから未知量を求める。
記述問題の手順
- 問われた語を丸で囲む。
- 観察事実、原理、結論の順に根拠をつなぐ。
- 単位・向き・条件を見直してから書く。
⑤ 図解
【つり合い】 上向き垂直抗力 ↑ ＝ 下向き重力 ↓ 同じ物体に、同じ大きさで反対向き。
【直列】電流はどこでも同じ 電源 ─ A ─ R₁ ─ R₂ ─
【並列】枝の電圧は同じ
電源 ┬ R₁ ┬
└ R₂ ┘⑥ 例題（読んで流れを追う）
ここは「解く」より「途中式と根拠を追う」ための例です。演習は問題編で。
18mを6秒で進む速さを求めなさい。
考え方・途中式
速さ=道のり÷時間。18÷6=3。したがって3m/s。
答え：3m/s
20Nの力が0.5m²に働く圧力を求めなさい。
考え方・途中式
圧力=力÷面積。20÷0.5=40。40N/m²=40Pa。
答え：40Pa
12Vで2A流れる抵抗を求めなさい。
考え方・途中式
抵抗=電圧÷電流。12÷2=6。したがって6Ω。
答え：6Ω
6Ωの抵抗に3A流す電圧を求めなさい。
考え方・途中式
電圧=電流×抵抗。3×6=18。答えは18V。
答え：18V
直列の二つの抵抗に12Vを加え、各部分が5Vと7Vだった。全体の電圧を確かめなさい。
考え方・途中式
直列では全体の電圧=各部分の和。5+7=12Vで一致する。
答え：12V
この章の実験・計算で、答えだけでなく途中の根拠を書く必要がある理由を答えなさい。
考え方・途中式
条件を確認→使う法則を式または文で書く→数値を代入→単位付きの結論、の順に残す。
答え：用いた法則、条件、単位が正しいことを示し、計算や考察を検証できるようにするため。
⑦ 入試・テストでの使い方
外部過去問（JS88・リセマム等）の使い分けは過去問・外部資料ガイドを参照。
- 力の問題は必ず力の矢印を先にかく。
- グラフは軸・単位・目盛りを確認して読む。
- 回路の測定値は電流計と電圧計のつなぎ方で判定する。
- 比例グラフでは原点を通るかも確認する。
- 計算は式、代入、答えの順に残す。
- 複数の資料は、同じ条件で比較できるかを確認してから根拠にする。
- 記述では結論だけでなく、現象を説明する語句を一つ以上入れる。
- science005net「電流・電圧」基本→標準→JS88理科。
- ⑤基本：005net基本問題 ⑥標準：005net標準 ⑦応用：JS88＋本アプリ
- 理科の学習（005net）で基本→標準を章ごとに
⑧ よくあるミス
- 作用・反作用を同じ物体に働く二力とする。
- 速さの時間を分にしたままm/sを答える。
- 圧力で面積を掛ける。
- 電流計を並列につなぐ。
- 電圧計を直列につなぐ。
- 直列回路の電圧を全て同じとする。
- 並列回路の電流を全て同じとする。
- ΩとVを混同する。
- 実験で変えた条件と、そろえた条件を混同する。
- 数値の計算結果に単位や有効な条件を書かない。
⑨ 理解チェック
口頭でもノートでもよいので、全部言えたら問題編へ。
- 力の三要素を図で示せる
- つり合いの条件を三つ言える
- 作用・反作用の相手を区別できる
- 速さの単位を変換できる
- 圧力の式を使える
- 電流計の接続を説明できる
- 電圧計の接続を説明できる
- オームの法則を変形できる
- 直列回路の規則を言える
- 並列回路の規則を言える
- 実験の対照を説明できる
- 計算の式・代入・単位を順に書ける