中学1年の理科(第1分野「身近な物理現象」)で、力のはたらきの続きとして学ぶ内容です。ばねにおもりをつるすと、おもりにはたらく重力によってばねが引かれ、のびます。このとき、ばねを引く力の大きさとばねののびの間にどんな関係があるかを、おもりの数を変える実験で調べます。結果をグラフにすると原点を通る直線になり、ばねののびは力の大きさに比例することがわかります。これをフックの法則といいます。ばねばかりは、この性質を利用して、ばねののびから力の大きさを読み取る道具です。力の大きさを表す単位はニュートン(記号N)です。質量およそ100gの物体にはたらく重力の大きさが、およそ1Nにあたります。あわせて、「重さ」と「質量」のちがいも学びます。重さは物体にはたらく重力の大きさで、単位はN、場所によって変わります。質量は物体そのものの量で、単位はgやkg、場所が変わっても変わりません。小学校では区別せずに「重さ」と言っていたことばを、中学校からは二つに分けて使います。

つまずきやすいところ

ばねの「長さ」と「のび」を同じものとして読んでしまうことが多いです。のびは、力を加える前の長さからどれだけ長くなったかなので、全体の長さから元の長さを引く一手間が必要です。
グラフの横軸と縦軸を取りちがえやすいです。プリントの問題では力の大きさを横軸、のびを縦軸にとっていますが、問題によって逆のこともあるので、軸の名前を先に確かめます。
「重さ」と「質量」を同じ意味で使ってしまい、単位のNとgを混ぜてしまいます。ふだんの会話ではどちらも「重さ」と言うため、区別しにくいところです。
おもりの質量(g)から力(N)に直す一段階を飛ばして、gのまま比例の式に入れてしまうことがあります。「300gなら約3N」と、先にNに直してから計算します。

教え方・声かけのコツ

実験の表を見るときは、まず「力が2倍、3倍になるとのびはどうなるか」を声に出して確かめます。比例の感覚が先に立つと、グラフの直線が自然に読めます。
のびを求める計算では、「1Nで何cmのびるばねか」を最初に書き出してから、かけ算やわり算に進むと、式の向きをまちがえにくくなります。
重さと質量は、「場所が変わると変わるのはどっち?」と問いかけて区別します。月面では重力が地球のおよそ6分の1なので、重さ(N)はおよそ6分の1になりますが、質量(g)は変わりません。
家庭でばねやゴムにおもりをつるしてみるときは、おもりを足の上に落とさないようにし、ばねを強く引きのばしすぎないようにします。のばしすぎたばねは元の長さにもどらなくなります。

運営者の見方

この単元は「ポイント」と「問題」の2枚です。ポイントには、ニュートンとフックの法則のまとめ、1.0Nで2.0cmのびるばねのグラフ、重さと質量のまとめ、例題4問(のびを求める・力を求める・質量250gを力に直す・そのときののび)が載っていて、計算のしかたを式つきで確かめられます。器具については、ばねばかりがフックの法則を利用した道具であることを説明する1行があります。赤い字は赤シートで隠せるので、ニュートンや質量といった用語を言えるか自分で試せます。問題は、知識(用語5問)、計算(1.0Nで2.0cmのびるばねを使った4問)、実験・考察(おもりを1個ずつ増やしてのびを測る実験の4問)の順です。最後の大問では、グラフが原点を通る直線になることや、同じ力で2倍のびるやわらかいばねの場合まで考えます。用語を覚える、比例で計算する、実験結果から考える、という三段を1枚で通せるのが、ばねの単元に合っていると考えました。丸つけは答えの版で行います。

よくある質問

Q. 重さと質量は、どうちがうのですか。
A. 重さは、物体にはたらく重力の大きさで、単位はニュートン(N)を使います。質量は、物体そのものの量で、単位はgやkgを使います。月へ持っていくと重さはおよそ6分の1になりますが、質量は変わりません。

Q. 1Nは、どれくらいの力ですか。
A. 質量およそ100gの物体にはたらく重力の大きさが、およそ1Nです。学習指導要領の解説にもこの目安が示されていて、プリントの計算も「100g≒1N」としています。より正確には、100gの物体にはたらく重力は約0.98Nです。

Q. 小学校の理科とのつながりはありますか。
A. 小学校3年で、ゴムの力で物を動かす学習や、物の重さを調べる学習があります。6年では、てこのつり合いを学びます。力の大きさをニュートンで表し、ばねののびとの比例の関係として扱うのは、中学1年からです。