都理化教育研究会 物理専門委員会研究発表抜粋



 このページはあくまでも北村俊樹(たまきち)の得た情報とその抜粋・要約によって作製されています。したがって東京都理化教育研究会の公式な見解を示すものではありません。各情報の詳しい内容をお知りになりたい場合は、直接、発表者や委員会あてにおたずね下さい。

ホームページへ

都理化研ページへ


1993年度(平成5年度)研究発表抜粋


 「物理専門委員会氏名」
 委員長 :古澤佑一(都立国分寺高校)
 副委員長:橋本道雄(都立大泉高校)
 委 員 :瀧上 哲(都立羽田工業高校)
      土屋 博(都立新宿高校)
      荒川 博(都立高島高校)
      西島宏和(都立北高校)
      宮澤弘二(私立東京家政大学付属高校)
      北村俊樹(都立上野高校)
      三沢利晶(都立綾瀬聾学校)
      福田泰正(都立蔵前工業高校)
      金子雅彦(都立青井高校)
      吉岡一秀(都立葛西工業高校)
      高崎征峰(私立桐朋女子高校)
      川角 博(都立山崎高校)
      岩谷直之(都立町田高校)
      小林雅之(都立片倉高校)
      久村敏男(都立秋留台高校)

テーマ:「身近な道具やおもちゃを利用した物理の指導への取り組み」




 以下準備中

1.おもちゃに親しむ物理
   宮澤弘二(私立東京家政大学付属高校)、北村俊樹(都立上野高校)、吉岡一秀(都立葛西工業高校)、高崎征峰(私立桐朋女子高校)、久村敏男(都立秋留台高校)、小林雅之(都立片倉高校)

 できるだけ簡単に作れる「おもちゃ」を授業に導入し、おもちゃで動機付けをさせてから、授業に展開することを目的とする。
 (1)田宮製ワイルドミニ4駆の綱引き
 2台のミニ4駆を針金で連結し綱引きをさせる。片方に単一電池を乗せた場合、駆動力を半分にした場合、それぞれでどちらが勝つか実験させる。
 (2)ミニ4駆を使った重心の位置調べ
ミニ4駆を2台逆さまに向かい合わせに固定し、回転方向が中央を向くようにしてアルミパイプをのせる。ゴムタイヤは外しておく。アルミパイプは安定したところで停止する。
 (3)回転する円筒の内部を滑る人形
 ミニ4駆を逆さにし円筒を乗せ中に紙で作った人形を置く。人形の滑り出す角度は何によって決まるのか。
 (4)両側にプロペラをつけた車の動き
 紙飛行機用のプラスチック製プロペラ長さ15cmと21cmのものをゴムを等して羽を外した紙飛行機の胴体の両側につける。1)一方のプロペラ側のゴムだけを巻いて離す。どちら側に進むか。2)ゴムを巻いた後中央をクリップでとめるとどちらに動くか。
 (5)模型飛行機のプロペラとゴムを角材につけ両端に足を付ける。プロペラの後ろに仕切り板を置きこの位置によって飛行機がどちらの向きに進むか調べる。飛行機の逆噴射の原理。

 (6)連結したスーパーボールのはねかえり
 スーパーボール2個を長さ15cm,直径2mm位のプラスチック棒でつなぎ、落下させる。このときの様子を観察させ、力学的エネルギーや自由度を考えさせる。
 (7)温度を記憶する樹脂を用いた花
 布で花びらを作り中に形状記憶樹脂をいれる。温度差利用で何ができるか考えさせる。
 (8)プラスチック製の空きビンのふたを飛ばす
 ふたの裏に5,6本のテープを貼る。瓶をすばやく強く押すと、ボーンと音がしてふたが飛び出す。
 (9)弓を回転させて、音を出す
 弦部分を包装用のテープで作り、弓に釣り用のヨビモドシをつけて回転させると音が聞こえる。回転数や弓の大きさを変えると振動数はどうなるか。
 (10)フィルムケースを用いた鳥の鳴き声
 フィルムケースに縦にカッターで幅2,3mmのスリットをあけ、ふたに糸をつけ回転させると音が聞こえる。
 (11)太陽電池で音楽を楽しむ
 太陽電池と音楽記憶装置(電報などに内蔵されている安価なもの)を組み合わせ、100W電球で照らす。光源からの距離を変化させると音はどうなるか。
 (12)パスカル電線から、たくさんの人が受信者になって楽しむ
 (13)偏光万華鏡:万華鏡と偏光板をを組み合わせたもの。


2.おもちゃを楽しむ物理
   瀧上 哲(都立羽田工業高校)、福田泰正(都立蔵前工業高校)、土屋 博(都立新宿高校)、岩谷直之(都立町田高校)、川角 博(都立山崎高校)

 生徒がおもちゃを楽しめることを前提にして、物理の授業への利用を考えた。

 (1)輪ゴムエンジンを利用したエネルギーの教育
    実験:「輪ゴムエンジンの回転数競争」

 段ボールで内径12cm程のリングを作り、これに精密滑車を軸にして、輪ゴムを張る(例えば十字に)。このとき、リングの重心と軸を一致させる。このリングを段ボールを折り曲げた台で軽く挟み机に固定する。リングの一部に白熱電球の光を当てるとゆっくりと回転を始める。ゴムは熱すると縮み、冷えれば伸びる。これにより、重心の移動が生じ、リングは回転する。エネルギーはゴム電球からもらい、陰に捨てられる。このエンジンにより、
 1)熱が仕事をする能力があること
 2)光と熱のエネルギーの変換
 3)熱エネルギーを利用するためには、温度差が必要であること。高熱源、低熱源が必要なこと
 4)エネルギーを利用すると最終的には熱の形で環境に捨てられること
 5)熱機関の効率
、などを学ぶ。また、エンジンの能力を上げ回転数を増やす競争をさせる。この中で、考え・工夫することを体験させる。

 (2)飛ばなかった風船ヘリコプター
 風船から出てくる空気でプロペラが回転し、上昇していく単純なおもちゃがある。風船の取り付け方や、形状、ゴムの厚さなどによりよく飛んだり全然飛ばないことがある。この違いがどこから生ずるのか、生徒と一緒に考えるとともに、いろいろな風船を用いて遊ぶ。

 このほか、噴水の製作、ムースボールのはねかえり、糸登りざるの糸登り、がりがりとんぼの製作や、CO2ガスカーなどの利用例の報告。


3.おもちゃで考える物理
   金子雅彦(都立青井高校)、西島宏和(都立北高校)、三沢利晶(都立綾瀬聾学校)、荒川 博(都立高島高校)、橋本道雄(都立大泉高校)、古澤佑一(都立国分寺高校)

 おもちゃの運動を測定することを通して、自然法則を探求できるような「おもちゃで考える」指導法を研究した。
 (1)ホーバークラフトの慣性とチョロQの運動
 TANIYA製のホーバークラフト(1900円)と、大型チョロQ(650円)のv−tグラフの測定をした。ホーバークラフトの減速の様子はエアパックとよく速度や加速度が似ており、ほぼゆっくりとした等加速度運動。チョロQの運動は最初は等加速度運動に近い。

 (2)モデルロケットの高度測定
 ライセンスの入らないA型(A8-3)の火薬型ロケットを打ち上げる。発射時の力積が2.5Ns、本体が50g程度であり、初速度が50m/sになる。このロケットを打ち上げ高度を測定する。これを、理論式を使い高度や空気抵抗を考え実験結果と比較する。

 (3)吸盤付きピストルの弾丸の速度測定
 弾丸のみの場合と、弾丸とピンポン玉の合体した場合の速度を水平投射の距離と高さから求める。あわせて、2物体の完全非弾性衝突に於ける運動量保存則を確かめる。

 (4)ゴジラの卵
 ゴジラの卵は一定時間後に卵が2つに分裂して飛び散る。これを(3)の場合と同じようにして測定し運動量の保存を確認する。



4.個 人 研 究





ホームページへ

都理化研ページへ