小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

2023/10/12 改訂

要点チェック１

ばねの性質力を加えたとき、ばねのもとにもどろうとする性質を(1…？性 )といい、こうした物体を(1)体といいます。
げんかい

しかし、加える力がある大きさをこえるとばねはもとにもどらなくなります。これを(1)の限界といいます。

加える力(重さ)とばねののび
はねに加える力(重さ)とばねののびには、加える力(重さ)とばねののびは比例するという関係があります。

上のばねは、10ｇで 2cm ののびですから、50ｇでは(2)cm ののびになることが分かります。
加えた力とばねののびの関係をグラフにすると比例の関係になっています。

ばねの長さと強さ
ひと まかんかく

ばねののびは、一巻きの間隔のことをいう(3…カタカナで)のざいしつ集まりです。そのため、10g で 20 cm のびるばねと同じ材質で、3 倍の長さのばねをつくると、そのばねは 10g で(4)cmのびるようになり、半分の長さのばねをつくると、そのばねは10g で(5)cm のびることが分かります。
しぜんちょうぜんちょう

自然長と全 長 とのびたばねに重さを加えないときのばねの長さを(6…漢字で)といい、この長さにばねののびを足した全体の長さをばねの(7…漢字で)といいます。
左グラフでのＡのばねの重さを加えないときの長さは(8)cm で、Ｂのばねのそれは(9)cm です。
また、加えた重さが 50ｇのときのＡのばねののびは(10)cm ですから、
ぜんちょう

このときのＡの全 長 は(11)cm になることが分かります。
くらさらに、ＡのばねとＢのばねを比べたとき、のびのかたむきから、(12…ＡかＢで)のばねの方が強い(かたい)ばねであることも分かります。

1

小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 22023/10/12 改訂

ばねのつり合いばね○
あ ・ばね○
い ・ばね○
う にかかっている力はすべて 50ｇです。
あ では、50ｇの力につり合うように、(13…図を見て判断 )が○50ｇの力でおもりをささえています。
い では、(14…図を見て判断 )が 50ｇの力でおもりをささえており、○とう では、(15…図を見て判断 )が 50ｇの力で右のおもりをささえている。と、それぞれ考えて解いていきます。
○

ばねの計算

(16) cm(17) cm(18) cm(19) cm
Ａ(20) cm
Ｂ(21) cm

Ａ₁(22) cm
Ａ₂(23) cm

2

小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 32023/10/12 改訂

Ａ…(24)ｇ Ｂ…(25)ｇ(26) cm

(27)ｇ

(28)ｇ

あつりょく

圧力あつりょく

圧 力 とは 1 ㎠あたりの面積にはたらく力の大きさのことです。
じゅうあつりょくじゅう

力の大きさ(ｇ 重 または㎏ 重 )÷力がはたらく面積(㎠)＝圧 力 (ｇ/㎠)で求めます。
あつりょく①力がはたらく面積と圧 力同じ力(重さ)がかかっているとき、かかるところの面積が広いほど、あつりょくかかる力が広がりますから、その部分の圧 力 は(29…大きくか小さくで)なります。
グラフのような(30…正比例か反比例で)の関係です。
あつりょく②面全体にはたらく力の大きさと圧 力

あつりょく

１㎠あたりにかかる力(重さ)が、2 倍・3 倍になると、圧 力 も 2 倍・3 倍になる
ため、かかる力と圧力は左のような(31 正比例か反比例で)の関係です。
あつりょく③ 圧 力 の大きさ
めん

右で、Ｄの体重によって雪の面が受けている
あつりょく

あつりょく

圧 力 は(32)(ｇ/㎠)、Ｅによる圧 力 は約(33)(ｇ/㎠)のため、Ｄは雪の中に足がめりこんでいるのです。

3小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力要点チェック 4

2023/10/12 改訂
あつりょく

あつりょく

Ｆでの圧 力 は(34)(ｇ/㎠)で、Ｇでの圧 力 はひとさいた(35)(ｇ/㎠)です。そのため、人差し指が痛みを感じます。また、画びょうの先には(36)
あつりょくが(ｇ/㎠)の圧 力 がかかっているため、画びょうの先が板に食い込んでいきます。

あつりょく④圧 力 の伝わり方
あつりょく

圧 力 は、液体や気体の各部に同時に同じ大きさで伝わります。

右では同じ面積あたりの重さが等しくなっています。つまり、両方の板に同じ圧力がかかっているため、どちらも地面から同じ高さでつり合っているわけです。
もし、このとき、右の方に重さをたしてやると、左の水面が上がります。
あつりょく

あつりょく

おぎな

左が右の圧 力 よりも小さくなるため、その足りなくなった圧 力 の分を自分(水)の重さで 補 おうとして、水面が上がるのです。
あつりょく

水の圧 力①水圧水も空気も自分自身に重さがありますから、あつりょく底の方にいくほど圧 力 が大きくなります。
あつりょく

この水による圧 力 を水圧といい、底にいくほど大きくなるため、左のペットボトルは、いきお底の方の穴から 勢 いよく水が出ています。
また、深くなるほど、へこみが大きくなっていることから水圧が高くなっていることが分かります。
お左も同じです。深くなるほどプラスチックの板を押し上げる水圧が大きくなるため、それとつり合わせるためのおもりの数が増えています。
つつもし、おもりを１個減らしたとしたら、その圧力の分だけ筒がつつあつりょく浮き上がってきます。筒の方の圧 力 が小さくなるため、それつつとつり合う深さまで、水が筒を押し上げてしまうのです。

4小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 52023/10/12 改訂

また、水圧は上下左右のあらゆる方向にはたらいてあつりょくいます。そして、物体の圧 力 が水圧と等しいときは、物体が静止していますが、物体が少しでも軽くなるおと、上の方へ押し上げられてしまいます。
この力が(37…漢字で)です。
さらに、水圧は水の重さによっても決まるため、正比例のグラフになります。つまり、深くもぐるほど水圧が増していくのです。
たいき

あつりょく

大気の圧 力ちひょう

たいき

あつりょく

空気にも重さがあるため、地表にあるすべてのものは大気の圧 力 をあつりょく

きあつ

きあつ受けています。そして、この圧 力 を気圧または大気圧とよんでいます。
きあつ

きあつ

1 ㎠あたり約(38)㎏の空気の圧力を１気圧といい、気圧の単位は hPaで表し、(39…カタカナ)とよんでいます。
きあつ

きあつ

１気圧＝(40…数字)hPa です。気圧は天気によって変わってきます。
よほう

きあつ

きあつ

天気予報で使われる低気圧や高気圧といったものがそれです。
きあつ

このように、気圧は空気の重さのことですから、海面からの高さによっても変化します。
かいばつ

かいばつ

かいばつ

海抜0ｍでは約 1 ㎏で、海抜3000ｍでは約 0.7 ㎏、海抜5500ｍでは約(41…0.3 か 0.5 か 0.6)㎏です。
きあつ①気圧の差によっておこる現象〇冷えたかんがつぶれる理由…かんの中の空気が冷えたため、かんのきあつ中の気圧が(42…高くか低くで)なって、大気圧におされたためです。
〇ジュースがストローで吸い上げられる理由…口のきあつきあつ

中の気圧が、大気圧よりも(43…高くか低くで)なったためです。
さんちょう

さんちょう

〇ポテトチップスの袋が山 頂 でふくらむ理由…山 頂 のきあつ

きあつ

大気圧よりも、袋の中の気圧が(44…高くか低くで)なるためです。
う ちゅう

しん くう

また、コップに入れた水のまわりを宇 宙 空間のような真空にすると、空気のふっとう

じょうはつ

圧力がなくなるため、中の水はまるで沸騰しているように蒸 発 していきます。
じょうはつ

そして、残った水は蒸 発 するときに熱を使ったために氷になってしまいます。

5小 5 理科(下)きあつ

第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 62023/10/12 改訂

ふってん

気圧と沸点

ひょうこう

きあつ

ふってん

気圧が低くなると、(45…気体名)が大気中に出やすい状態になるため、沸点が下がります。右表のアには(46…80 か 70 か 60)の数字が入ります。
浮力

標高(ｍ)

気圧(hPa)

きあつ

ふってん

01013

100

40096698

1200877963776

635878848

314ア

沸点
(℃)

ふりょく

浮力は、その物体がおしのけた液体の重さに等しい…アルキメデスの原理
ふりょく

これが浮力を計算するときのとらえ方です。
水中での重さことそれぞれ 100ｇで体積の異なる物体Ａ・Ｂ・Ｃの水中での重さを計算してみます。
それぞれを半分だけ水に入れると、
Ａ＝5 ㎤、Ｂ＝10 ㎤、Ｃ＝15 ㎤の水を押しのけるため、それぞれに 5 ㎤分の水の重さ、ぶんふりょく

10 ㎤分の水の重さ、15 ㎤分の水の重さ分(=15g)の浮力がはたらきます。そのため、Ａの水中での重さ＝95ｇ、Ｂの水中での重さ＝90ｇ、Ｃの水中での重さ＝85ｇとなります。
また、それぞれの物体をすべて水の中に入れると、それぞれの体積分のＡ＝10ｇ Ｂ＝20ｇ

Ｃ＝30ｇの浮力ができます。

う

水に浮くもの・水中で止まるもの・しずむもの
Ａは体積が 50 ㎤ですから、A がふりょくつくることのできる浮力は(47)
ふりょくｇまでです。自分の重さが浮力より大きいためしずみます。
全部沈んだときの水中での重さは(48)ｇです。
ふりょく

Ｂは体積が 200 ㎤ですから、全部を水中に入れたときの浮力は(49)
ふりょくｇです。このとき、自分の重さと浮力がちょうどつり合っているため、水中で止まります。つまり、水と同じ状態になっているわけです。
ふりょく

Ｃは自分の重さが 300ｇですから、それとつり合う浮力は(50)ｇです。つまり、水中にしずむ部分の体積は(51)㎤まででよいことが分かります。このとき、水面から上の体積は(52)㎤ですから、Ｃをすべて水中にしずめる
ためには、(53)ｇの力で押せばよいことが分かります。
しゅんかん

うわむ

そのため、指をはなした瞬 間 に(53)ｇの上向きの力がはたらき、ふたたび水面から顔を出すことになります。
う

しず

まとめ…物体が水に浮くか沈むかを見分けるには、その物体の 1 ㎤あたりの重さを調べると分かります。
しずう

1 ㎤あたりが 1ｇよりも重い物体は沈み、1 ㎤あたりが 1ｇよりも軽い物体は浮くのです。

6小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 7

2023/10/12 改訂

液体の種類とうきしずみ
ふりょく

いろいろな液体での浮力を調べてみます。水・油・食塩水うに入れたときも物体の重さは 100ｇのため、浮かすためにふりょく必要な浮力はいずれも 100ｇと変わりません。
こと

しかし、１㎤あたりの液体の重さが異なるため、水中にしず沈む部分の体積はそれぞれちがってきます。
しず

水…水は１㎤＝１ｇですから、水の中に沈む部分の体積は(54)㎤です。
しず

油…油は１㎤＝0.8ｇですから、油の中に沈む部分の体積は、(55)㎤です。
しず

食塩水…食塩水は１㎤＝1.05ｇですから、沈む部分の体積は約(56)㎤になります。
ふりょく

つまり、１㎤あたりの重さが大きい液体ほど浮力が大きくなるため、物体は浮きやすくなるのです。

7小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 82023/10/12 改訂(図１)のように、断面積が 10 ㎠のピストンＡとみ50 ㎠のピストンＢがついている容器に水を満たした装置があります。この装置のピストンＡに 150ｇ、ピストンＢにおもりＸをのせたところ、ピストンＡとＢは同じ高さになってつり合いました。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、ピストンＡ・Ｂの重さは考えないものとし、水 1 ㎤の重さは１ｇとします。
問 1 （図 1）のとき、ピストンＡにのせたおもりが水面をおす圧力はいくらですか。数字で答えなさい。
(57)g/㎠
問 2 下の①・②の大きさは、問 1 で答えた圧力と比べてどのようになっていますか。下の(ア)～(ウ)から選び、それぞれ記号で答えなさい。ただし、同じ記号を使ってもよいものとします。
①

ピストンＡにのせたおもりによって、(図１)の容器のＰ点で矢印の向きにはたらく圧力。 （58）②ピストンＡにのせたおもりによって、(図１)のピストンＢのｂ点で矢印の向きにはたらく圧力。
（59）
(ア)

(イ) 小さい。

大きい。

(ウ)

等しい。

問 3 ピストンＢの上にのせたおもりＸの重さは何ｇでしたか。数字で答えなさい。(60)g
お問 4 (図１)のおもりを取りさり、(図 2)のように、ピストンＡを下向きに押したところ、ピストンＢがＡよりも 10 ㎝高くなってつり合いました。このとき、(図 2)の斜線の部分の水がピストンＡをａ点で矢印の向きにおす圧力は 1 ㎠あたり何ｇですか。数字で答えなさ。(61)g/㎠
問 5 問 4 のとき、ピストンＡをおす力は何ｇでしたか。数字で答えなさい。(62)g
図1図2

図3

つつ

(図 1)のような断面積が 4 0 ㎠の筒と、底面積が 40 ㎠のプラスチック板があります。
つつプラスチック板を(図 2)のように筒の下にぴったりと重ね、7 ㎝だけ水中にしずめたところ、プラスチック板はつつ筒についたままになりました。(グラフ)は、水中の物体が水から受ける力について考えたときの、物体の水面からの深さと物体に 1 ㎠あたりにかかる力(水圧)との関係を表したものです。これについて、次の問いに答えなさつつい。ただし、筒やプラスチック板の厚さや重さは考えないものとします。
問 1 (図 2)のとき、プラスチック板にかかっている水圧は 1 ㎠あたり何ｇですか。(63)g/㎠
問 2 (図 2)で、水がプラスチック板をおし上げる力は何ｇですか。(64)g
つつ

問 3 (図 3)のように 7 ㎝の深さを保ったまま、筒の内側のプラスチック板の上におもりを静かにのせました。
つつ

プラスチック板が筒からはなれないのは、何ｇまでのおもりですか。(65)gつつ

問 4 問 3 と同じようにして、筒をしずめる深さを変化させて、水面からの深さとプラスチック板の上にのせることができるおもりの重さとの関係を調べるとどのようになりますか。下から選び記号で答えなさい。(66)8小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 92023/10/12 改訂

浮力の計算
浮力について調べるために＜実験 1＞～＜実験 3＞をしました。ただし、水 1 ㎤の重さは 1ｇとし、糸の重さは図1考えないことにします。
〈実験 1〉ある金属球を糸でつるし、(図 1)のようにして重さをはかると、ばねはかりは 600 g を示した。
〈実験 2〉(図 2)のようにビーカーに水を入れ、台はかりにのせると、

図2

台はかりは 200 g を示した。
〈実験 3〉〈実験１〉の金属球を(図 3)のように水中に入れると、ばねはかりは 500 g を示した。

図3（1）金属球の体積は何㎤ですか。(1)㎤（2）金属球 1 ㎤の重さは何ｇですか。(2)ｇ（3）〈実験 3〉のとき、台はかりは何ｇを示していますか。
(3)ｇ（4）〈実験 3〉のとき、金属球の糸を切り、ビーカーの底にしずめると、台はかりは何ｇを示しますか。(4)ｇ

実戦問題
水中での物体の重さについて調べるために＜実験 1＞～＜実験 4＞を行いました。これについて，次の問いに答えなさい。ただし、水 1 ㎤の重さは 1ｇとし、滑車や糸の重さ、まさつは考えないものとします。
＜実験 1＞(図１)のように水を入れて 260 g にしたビーカーに，（図 2）のように物体Ａを浮かべると台はかりは 280 g を示しました。
＜実験 2＞

実験 1 の後、（図 3）のように物体Ａをすべて水中に入れると、台はかりは 285 g を示しました。

＜実験 3＞

物体Ｂを(図１)のビーカーに入れると、(図 4)のようにしずんで、台はかりは 305 g を示しました。

その後、(図 5)のようにつるすと，ばねはかりは 30g を示しました。
＜実験 4＞(図 6)のように、物体ＡとＢをつないで，滑車と 20g のおもりを使ってつり合わせました。

9小 5 理科(下)第 8 回 ばね・浮力・圧力

要点チェック 10［問１］（図 2）の物体Ａで，水面上に出ている体積は何㎤ですか。

2023/10/12 改訂(5)㎤［問 2］物体Ａ・物体Ｂの体積はそれぞれ何㎤ですか。また，重さはそれぞれ何ｇですか。
Ａ…(6)㎤で(7)ｇ

Ｂ…(8)㎤で(9)ｇ［問 3］(図 5)・(図 6)で台はかりの示す値ｘ・ｙは、それぞれ何ｇですか。
ｘ…(10)ｇｙ…(11)ｇ10