10 しゃめん くだ りきがくだいしゃ 斜面を下る力学台車にはたらく力と動きについて調べている。 先生： 今日は，斜面を下る台車について，はたらく力や動きを調べてみましょう。 佐藤： 台車にはたらく力の大きさはどのようにして調べますか。 田中： ばねはかりを使ったら良いのではないでしょうか（図 1 ）。 図1 台車 ばねはかり C A B 斜面の傾き 先生： そうですね。台車にばねはかりを付けて，はたらく力の大きさを調べましょ う。斜面の下の方（A），中間点（B），上の方（C）の 3 ヶ所で調べましょう。佐藤 さん，それぞれの場所での力の大きさはどうなると思いますか。 佐藤： C が一番大きいと思います。 先生： では，実際に調べてみましょう。 田中： 調べました。A から C のどの場所でも，台車にはたらく力の大きさは同じに なりました。 かたむ 先生： では，次に，台車の動きを調べてみましょう。まず，斜面の 傾 きを 20°にし ます。そして，台車に記録テープをつけ，記録タイマーに通して台車を動かしま しょう（図 2 ）。 図2 記録タイマー 運動の向き 記録テープ しょ り 佐藤： 先生，記録がとれました。記録テープはどのように処理すれば良いですか。 かさ 先生： はじめの方の，点が重なっている部分は飛ばします。はっきりと点が数えられ き じゅん てん るようになったところを基 準 点として，そこから 5 打点ごとにはさみで切り， 順に並べます（図 3 ）。 ─ 20 ─ 図3 基準点 わりあい 佐藤： できました。一定の割合でテープが長くなっていますね。 先生： 記録タイマーは， 1 秒間に 50 回ずつ打点するものを使っているので， 5 打点 きょ り ごとに切ると 0.1 秒ごとに進んだ距離を表しますね。 田中： ということは，0.1 秒ごとの速さの増え方もわかるね（図 4 ）。 図4 ［cm］斜面の傾き 20° 20 15 10 5 0 先生： では，同じようにして斜面の傾きを 30°にして調べましょう。20°のときと比 べてどうでしたか。 田中： 斜面の傾きが 30°のときは… 問い 斜面の傾きを 30°にしたときの速さの増え方は，20°のときの図 4 と比較してどのよう になるか。答えは，アからエまでの中から最も適当なものを一つ選んで，解答用紙のらん のその記号を○で囲みなさい。 ア イ ［cm］ 20 ウ ［cm］ 20 エ ［cm］ 20 ［cm］ 20 15 15 15 15 10 10 10 10 5 5 5 5 0 0 0 0 ─ 21 ─ 11 でん き ぶんかい 水の電気分解の実験を行っている。 山田： 図 1 のような電気分解装置に 図1 水酸化ナトリウムをとかした水 を入れて電圧を加えたら，水が 電気分解されました。 鈴木： 水が分解されたものは 2 種類 の気体みたいだけど，体積が違 マイナス プラス うね。 - 極側の気体は + 極 側の気体の 2 倍ぐらいたまった よ。 山田： - 極側の気体はマッチの火を近づけるとポンと音がしたので，水素だと思い ます。 ほのお はげ 佐藤： + 極側の気体に火のついた線香を入れると， 炎 を出して激しく燃えたので， 酸素だと思います。 鈴木： つまり，水を分解すると水素と酸素がおよそ 2 ： 1 の割合で発生するのだね。 か がくへん か か がくはんのうしき 先生： それではこの化学変化を，化学反応式で表してみましょう。 ぶん し 鈴木： 水分 子 は H2O という化学式で，水素分子は H2 ，酸素分子は O2 と書くんだっ たね。それぞれをモデルでかくとどうなるかな。 山田： まず，水から水素と酸素が発生するので， 水 → 水素 + 酸素 お か と書けるね。それを化学式に置き換えると， H2O → H2 + O2 げん し と書けて，水素原子を○で酸素原子を◎で表すと，図 2 のようになるね。 図2 ─ 22 ─ さ へん う へん 先生： 化学反応式では，左辺と右辺で原子の数を同じにします。 鈴木： 左辺の H2O は，水素原子 2 個と酸素原子 1 個からできています。右辺の H2 と O2 はそれぞれ水素原子 2 個，酸素原子 2 個からできているから，左辺と右辺の 原子の数をあわせないとね。 問い 水の電気分解の化学反応式を正しく表したものはどれか。答えは，アからエまでの中か ら最も適当なものを一つ選んで，解答用紙のらんのその記号を○で囲みなさい。 ア 2H2O → H2 + O2 イ H2O → H2 + 2O2 ウ 2H2O → 2H2 + O2 エ H2O → 2H2 + O2 ─ 23 ─ 12 せいしょく 植物の生 殖 について学んでいる。 しゅ し 山下： 先日，図 1 のようなジャガイモの花を見ました。ジャガイモにも種子があるの でしょうか。 先生： もちろんありますよ。なぜですか。 図1 山下： 以前ジャガイモを育てたことがあり ますが，種子ではなく図 2 のようない う もを植えました。 先生： ジャガイモは種子からでもいもから でも育てることができる植物です。な ぜいもから育てたのでしょうね。 けい 小林： いもから育てることで，親と同じ形 しつ 質（形や性質）をもったジャガイモを育 図2 てることができるからです。 先生： よく知っていますね。このようなふ む せい え方を無性生殖といいます。いつも食 べているジャガイモは無性生殖でふや したものです。他にもイチゴなどの多 くの植物が無性生殖でふやされていま す。 山下： では，種子からジャガイモを育てるとどうなるのですか。 じゅふん 先生： 受粉してできた種子から育てたジャガイモは親と違った形質をもつことがあり ます。ただし，どのような種類の親を組み合わせればおいしいジャガイモができ るかは，子ができてみないとわかりません。親よりもおいしくないジャガイモが できることもあるのです。 小林： 新しい種類のジャガイモを開発したいときは種子から育てるのですね。 ゆうせい 先生： そうです。このようなふえ方を有性生殖といいます。私たちが食べているジャ こ たい ガイモは多くの親の組合せから得られた一つの個体を親として，無性生殖でふや していったものなのです。 ─ 24 ─ 問い ジャガイモのふやし方として正しく述べているものはどれか。答えは，アからエまでの 中から最も適当なものを一つ選んで，解答用紙のらんのその記号を○で囲みなさい。 ア 親と違う形質のジャガイモをつくるためには，有性生殖によって種子をつくりふやす。 イ 親と違う形質のジャガイモをつくるためには，いもを植えて無性生殖によってふやす。 ウ 親と同じ形質のジャガイモをつくるためには，いもを植えて有性生殖によってふやす。 エ 親と同じ形質のジャガイモをつくるためには，無性生殖によって種子をつくりふやす。 ─ 25 ─ 13 力と運動の関係について調べている。 ぐつ 先生： 力と運動の関係について調べてみましょう。スケートリンクでスケート靴をは かべ いて，手で壁を押すとどうなりますか。梶原さん，やってみましょう。 すべ 梶原： 壁から遠ざかる向きに，後ろに滑っていきました。壁を手で押したつもりが， 壁に押し返されたような感じがします（図 1 ）。 図1 壁 動いた向き 手で壁を押す力 根本： 後ろに滑っていったということは，壁に押し返されたのかな。 先生： 壁を押したときは，必ず壁も同じ大きさで反対向きの力を返してきます。 げんしょう 梶原： この現 象 は，相手が壁ではなくて人でも同じことが起きますか。 は 先生： では今度は， 2 人で試してみましょう。それぞれスケート靴を履いて，梶原さ んが根本さんを押してみてください（図 2 ）。 図2 根本さん 梶原さん 梶原さんが根本さんを押す力 根本： 2 人がお互いに離れるように，反対向きに動きました。 ま さつ 梶原： 2 人ともスケート靴をはいていて地面（氷）との摩擦がとても少ないので，お互 いに押されたように，それぞれ反対向きに動いたのですね。 先生： そうです。根本さんは梶原さんを手で押してはいませんが，梶原さんが押した 力と同じ大きさで，反対向きの力で梶原さんを押し返したことになるからです。 根本： ということは，相手が人であっても壁であっても，同じように 2 つの異なる物 体の間にはたらく力が関係していると言えますね。 ─ 26 ─ 問い う 下の図のように，池に浮いたボートに人が乗っている。根本さんがつなを引いたとき， これらのボートはどのように動くか。答えは，アからエまでの中から最も適当なものを 一つ選んで，解答用紙のらんのその記号を○で囲みなさい。 根本さん 梶原さん つな 引く力 ア 梶原さんのボートだけが動く。 イ 根本さんのボートだけが動く。 ウ 2 人のボートがお互いに近づく。 エ 2 人のボートが，両方ともつなを引いた力の向きに動いた。 ─ 27 ─ トキの写真 ちょうてん 先生： そうですね。では，図 2 を見てください。図 2 は，この食物連鎖がトキを 頂 点 か てい すう りょう てき とする 4 種類の生物で成り立っていると仮定した際の，生物の数 量 的な関係を 表しています。この図を見て何か気がつくことはありますか。 図 2（食物連鎖の数量的な関係） トキ ドジョウ イトミミズ 植物プランクトン 鈴木： 生物の数量は，食べる側より食べられる側の方がはるかに多くなっていると思 います。 先生： そうですね。 佐藤： 一番上のトキは，数量がとても少ないですね。 田中： 一番下の植物プランクトンの数量はとても多いな。 先生： そうですね。では，もし何らかの原因でイトミミズが減少したと仮定します。 そうすると，ドジョウと植物プランクトンの個体数は一時的に，どのように変化 すると思いますか。 田中： この食物連鎖で考えてみると… 問い もし，何らかの原因でイトミミズが減少したとすると，その直後，ドジョウと植物プラ ンクトンの個体数はそれぞれ一時的にどのように変化すると考えられるか。答えは，解答 用紙のらんに書きなさい。 ─ 29 ─
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