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、ばねののびに続いて学ぶ内容です。力は目に見えないため、図の中では矢印で表します。力には「大きさ」「向き」「作用点(力がはたらく点)」の3つの要素があり、これを力の三要素といいます。矢印は作用点から力の向きにかき、矢印の長さを力の大きさに比例させます。長さをそろえるために、「1目もりを1N」のように先に決めてからかきます。次に、1つの物体に2つの力がはたらいているのに、物体が静止したままの場合を考えます。このとき、2つの力は「つり合っている」といいます。2力がつり合う条件は、2力の大きさが等しいこと、向きが反対であること、同じ一直線上にあることの3つです。大きさが等しく向きが反対でも、一直線上にないと物体は回ってしまいます。机の上に静止している本には、下向きの重力と、机の面が本を上向きにおす力(垂直抗力)がはたらいて、つり合っています。糸でつるしたおもりなら重力と糸が引く力、ばねにつるしたおもりなら重力と弾性力がつり合っています。ここで学ぶ2力のつり合いは、中学3年で学ぶ力の合成・分解の土台になります。

つまずきやすいところ

矢印をかくとき、作用点(根もと)の位置をずらしてしまうことが多いです。作用点は力がはたらく点なので、物体のどこにはたらくかを意識します。
矢印の長さを、力の大きさに合わせずにかいてしまいます。たとえば、2Nと4Nなら、長さの比も1対2になるようにそろえます。
つり合いの条件の3つのうち一つ(特に「同一直線上」)を忘れがちです。
静止している物体を見て、「力がはたらいていないから動かない」と考えてしまいます。実際には、力がはたらいていてもつり合っていれば動きません。

教え方・声かけのコツ

矢印をかく手順を、「どこに(作用点)→どちら向きに→どれだけの長さで」と声に出しながら進めます。
つり合いの条件は、「大きさ・向き・一直線」のように3つをまとめて覚えます。
机の上の本、つるしたおもり、綱引きのように、身近な場面で「どんな力がはたらいてつり合っているか」を2つ言ってみる練習をします。
力のつり合いの問題では、片方の力の大きさがわかれば、もう片方も同じ大きさだとわかります。質量200gのおもりなら、糸が引く力は約2Nです。

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、力の矢印のかき方(力の三要素)、2力がつり合う3つの条件、例題4問(机の上の本にはたらく垂直抗力、綱引き、糸でつるしたおもり、押しても動かない箱にはたらく摩擦力)、つり合いがくずれるとどうなるかのまとめが載っています。静止している物体ごとに、つり合っている2力を表にしてあるので、場面と力の名前を結びつけて確かめられます。問題は、知識(用語5問)、作図(1目もり1Nの図で、力Aとつり合う力Bを矢印でかき、大きさと向きを答える)、実験・考察(ロープの両はしをばねばかりで引き合う実験の3問)の順です。この単元では2番目の大問が計算ではなく作図になっていて、矢印を自分でかくことに重点を置いています。最後の大問は、学習指導要領の解説にもある2本のばねばかりの実験と綱引きの場面をもとにしました。

よくある質問

Q. 力のつり合いの条件は何ですか。
A. 2つの力が、大きさが等しい、向きが反対である、同じ一直線上にある、の3つをすべて満たすときに、つり合っているといいます。

Q. 矢印の長さは、どう決めますか。
A. 力の大きさに比例した長さでかきます。たとえば、1Nを1cmと決めたら、3Nなら3cmの矢印です。決め方は問題文の指示に従います。

Q. 机の上の本が動かないのは、力がはたらいていないからですか。
A. ちがいます。下向きの重力と、机の面が本を上向きにおす垂直抗力がつり合っているので動きません。力がはたらいていても、つり合えば動かないことがあります。