第2章力と物体の運動�J（ばねによる台車の運動）

１．導入

前回までで教えるべきことは終了しました。 今日は実験を見ながらいままでのことをお復習いしていきましょう。

２．慣性の法則

摩擦のない水平面上に，台車を置きます。 この台車をチョンと押して，動かしたとします。 このスタンドを通過した時刻を０秒とすると， v-tグラフはどのようになると思いますか？

実際にやってみましょう。

ちょっとこの机は坂になっているのかね。 でも，ほとんど速度は変化しない。等速直線運動していることがわかります。

このように，合力が０の物体が動いているときには， 等速直線運動するのです。

３．ばねによる台車の運動

では，次の状況でv-tグラフを予想してください。

とりあえず，どんな意見があるか聞いてみましょう。

（数字はその予想を信じる者の数です。）

T君：「力が働いているからどんどん速くなるけど，どこかで限界があるから。」
O君：「一定の力が働いているから。」
E君：「ばねの弾性力はだんだん小さくなるからだんだん遅くなる？」
A君：「なんとなく。どんどん速くなる。」
H君：「やっぱりどんどん速くなるから。」
I君：「どんどん速くなるから。」
待ってね，確認しておくけど，ばねの弾性力ってどういうものだった？
ばねの弾性力は，伸びに比例して大きくなるんだよね！
大丈夫かい？忘れてる？

OK！A君，H君，I君の意見はいずれもどんどん速くなるというものだったけど， A君は何で放物線？のグラフにしたの？
A君：「なんとなく，グーッといく感じ。」
じゃあ，H君は？
H君：「まあ一定かなと･･･」
では，I君は？
I君：「ばねの力はだんだん小さくなるか，だんだん急じゃなくなる？」
なるほど。ポイントはまず限界があるかってことと，曲線になるか直線なのかってことかな？

では，自分の意見を変える人は変えてもいいです。 もう一度，どれか一つに手を挙げてください。

言い出しっぺが変えていますが（笑）･･･では，実際にやってみましょう。

生徒：「Iが正解だ！」
そうですね，I君の案が正解です。

I君がさっき言っていたのは，ばねの力は伸びが大きいと大きく， 小さくなると小さくなるので，はじめは力が大きく，だんだん小さくなる。ということです。
でも，力が小さくなるとなぜこのようなグラフになるのか，理解できていますか？
生徒：「加速度が小さくなるから。」
OK！でも，なんで加速度が小さくなるの？
生徒：「運動方程式から，合力が小さくなると加速度も小さくなる」
素晴らしいですね。その通りです。 では，加速度が小さくなると，なんでこういうグラフになるの？
生徒：「v-tグラフの傾きが加速度だから。」
その通りです。だんだん傾きが小さくなっていくので，このようなグラフになります。

では，感想・疑問・気付いたことをまとめてください。

これで，2学期の授業は終了です。 ポイントは，v-tグラフと加速度と合力の関係です。よく復習して試験を頑張ってください！

授業を終えて。。。
生徒の感想から見ても，運動方程式を理解するには， 合力が一定でないときを一度扱った方が理解が深まるようである。 しかし，ばねの力が一定でないことは事前に伝えるべきであった。 感想でも多くが「ばねの弾性力が伸びに比例することを忘れていた」というものになってしまった。 そこを踏まえた上でv-tグラフがどうなるか考えさせないと， 論点がぼやけることになる。すると， 結局教師が説明することになる。それでは，予想させる意味がないし， 結局教師が教えているという印象を植え付ける。 いけない授業であった。

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