中学受験の理科の４分野のうち、計算問題の多い物理分野を苦手とする受験生は多いです。中でも、浮力の問題が苦手、という方は多いのではないでしょうか。
中学入試で出題される浮力の問題の多くは計算問題です。難関校では、たしかにかなりの難問が出題されることがあります。てこやばねと組み合わせたような複雑な問題もあります。計算問題というだけでも難しそうなのに、問題演習でそういうものにぶつかったら、「あ、もうダメ」という苦手意識が生まれてしまいますよね。でも、そのような難関校を除くと、出題される浮力の問題は、基本てきな仕組みをしっかり押さえておけば実はそれほど難しくないのです。難関校を狙う方も、まずは浮力の基本問題をしっかり理解したうえで、複雑に組み合わせられた問題にチャレンジしていきましょう。
今回は、浮力の学習法の基本についてご紹介します。
浮力の問題って、どういうものが出題されるの？
浮力の問題は、水、台ばかり、物体、ばねばかりなどがセットで出題されます。浮力が働いている際に、ばねばかりの示す値はどうなるのか、台ばかりの示す値はどうなる丘、という問題がよく出題されます。
たとえば、２０１６年度の聖光学院中学（第１回）の理科では、水の中にある物体にはたらく浮力の大きさを調べるために実験を行い、その結果を観察させる問題が出題されました。
金属の上の面とばねばかりを糸で結んで水の中に沈めるという実験で、金属全体が水の中にあるときのばねばかりが示す値を求めさせたり、水面から金属の下の面までの距離とばねばかりの示す値をグラフに描かせる問題、また、氷を水に入れて浮かんでいる状態する実験についての計算問題が出題されました。氷の問題の場合は、密度が水とは違うところがポイントです。
このように難関校の場合、条件を読みとり、グラフに描かせたり、条件を変えたときにどう考えるかなどという難しい問題も出題されますが、大問１題すべて答えられないということはありません。後に続く設問に必要となる基本的な計算問題も配置されていることが多いので、そういった基本問題をしっかり解けるようにしておくことが重要なのです。
なぜ浮力が苦手になるの？
浮力のところに苦手意識を持ってしまうのは、「計算が複雑だ」と思い込んでしまいがちだからです。浮力がかかっていると、台ばかりの重さは変わるの？それとも変わらないの？、あるいは、ばねばかりでおもりを引っ張っていると、台ばかりの値はどうなるの？など、考えて計算して・・・とにかくやることがたくさんありすぎると思ってしまうのです。
実際には、浮力で理解をしておかなければならない基本パターンというのはそれほど多くはありません。難しく思えるのは、組み合わせによって様々な問題が作れるため、「目先が」変わってしまい、「知らない」と思い込んでしまうからです。ですから、必ず理解しておかなければならないいくつかの基本パターンを理解し、しっかり覚えておけば、浮力の単元は苦手どころか、得点源になる可能性もあるのです！
こうすれば点数がとれる！その克服法は？
浮力についてまず覚えておかなければならないのは以下の６つです。
- ものの重さー水に入れたものの重さ＝浮力 たとえば、重さが１００ｇの物体を水の中に入れ、はかりの値が８０ｇになったとしたら、浮力は２０ｇ、というわけです。
- ものの水中にある体積＝浮力 たとえば、重さ５０ｇの物体が水の上に浮いている場合、浮力も５０ｇ、体積は５０㎠となるのです。
- 台はかりにかかる重さ＝ビーカー＋水＋おもりの重さ 台ばかりに沈んでいるおもりの重さは浮力が関係ありません。これは、間違える人が多いので、ぜひしっかり覚えておきましょう。
- ばねばかりでおもりをつるしている場合、台はかりにかかる重さ＝ビーカー＋水＋浮力 ばねばかりでおもりを持ち上げると、ばねばかりの分だけ台はかりの目盛りは軽くなります。つまり、ビーカー＋水＋浮力で、台はかりにかかる重さは計算できるのです。
- 水以外の液体の場合、浮力＝密度×水中にある体積 水以外の液体の浮力は密度によって異なります。注意しましょう。
- 氷が水に浮かんでいても氷が解けても、水面の高さは変化しません 地球温暖化の問題と絡んで出題されることが多い知識です。しっかり覚えておきましょう。
まずは、この６つの原理をしっかり理解して覚えましょう。
今回のまとめ
一見複雑で難しそうに見える浮力の計算問題ですが、上の６つのような原理をしっかり理解し、基本問題を解いて出題されるパターンを覚えておけばこわくありません。あとは、基本問題を組み合わせた問題を解き、何と何が組み合わさっているのかを自分で分解して順序立てて解く練習を積んでいけば、確実に点数がとれるようになります。
今まで「浮力は苦手・・・」と思っていた受験生の皆さんも、まずは上に書いた６つのパターンを理解し、しっかり覚えて問題を解いてみましょう。問題を解いて間違えたら、また原理に戻りましょう。それを繰り返していけば、浮力の問題を得点源にすることができますよ。
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一橋大学卒。
中学受験では、女子御三家の一角フェリス女学院に合格した実績を持ち、早稲田アカデミーにて長く教育業界に携わる。
得意科目の国語・社会はもちろん、自身の経験を活かした受験生を持つ保護者の心構えについても人気記事を連発。
現在は、高度な分析を必要とする学校別の対策記事を鋭意執筆中。
