先生向け小5〜中3理科
理科の授業で使える力学の実験装置
執筆: 山野 健太 ／ 公開: 2026年11月1日
このページの要点
- 物理の教室の力学16記事には、条件を変えると図と数値がその場で変わる実験装置が入っています。
- 装置は無料で、ログインも登録も要らず、Chromebook やタブレットのブラウザで動きます。
- 「装置を開く」のリンクは記事の装置の位置へ直接飛ぶので、そのまま生徒に配れます。
- 各装置に、予想を立ててから確かめるための問いの例を付けました。
実験室でてこや滑車をそろえるのは手間がかかり、振り子の周期をストップウォッチで測ると誤差で結果がぶれます。このページの装置は、条件を1つだけ変えて結果を比べることに絞っています。実物の実験の代わりではなく、実験の前に予想を立てる場面や、実験のあとに「もし条件を変えたら」を確かめる場面で使うことを想定しています。
授業での使い方
- 問いを出して、予想を書かせる。下の各装置にある「予想させる問い」を、装置を見せる前に出します。理由も一言書かせると、確かめたあとの話し合いが進みます。
- 条件を1つだけ変えて確かめる。1人1台の端末なら各自で、端末がなければ先生の画面を大型テレビやプロジェクターに映して操作します。数値が表示されるので、ノートに表を作って記録できます。
- 記事で理由を読む。装置の下に、その結果になる理由を身近な例で説明した本文があります。宿題や振り返りに使えます。
装置の場所へ直接飛ぶリンク（例: https://pixel-balance.com/physics/pendulum.html#lab）は、Google Classroom などにそのまま貼れます。
小学5年
- 予想させる問い
- おもりを重くすると、1往復の時間は長くなる？ 短くなる？
- 装置で確かめられること
- 「おもりの重さ」と「振れ幅」を変えても、1往復の時間はほとんど変わりません。変わるのは「ひもの長さ」を変えたときだけで、長さを4倍にすると時間は2倍になります。
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小学6年とその発展
- 予想させる問い
- 右のおもりを重くしたとき、支点をどちらへ動かせば棒は水平にもどる？
- 装置で確かめられること
- 左右の「重さ × 支点からの距離」が等しくなったときに棒が水平になります。数値表示に左右それぞれの積が出るので、ノートに表を作って確かめられます。
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- 予想させる問い
- 力をこれ以上強くできないとき、かたいボルトを回すにはどこを押せばいい？
- 装置で確かめられること
- 軸から遠いところを、棒に垂直な向きに押すほど回す力は大きくなります。斜めに押すと、同じ力でも回す力が小さくなることも確かめられます。
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- 予想させる問い
- 積み木を1段ずつ横にずらしていくと、何段目で崩れるだろう？
- 装置で確かめられること
- ある段から上に乗っている部分の重心が、下の段からはみ出した瞬間に崩れます。全体の重心だけを見ていると、上の段だけが滑り落ちる場合を見落とします。
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- 予想させる問い
- うでを上向きに上げても、やじろべえは傾けたあと起き上がる？
- 装置で確かめられること
- うでを下げて重心が支点より下にあると、傾けても起き上がります。うでを上げて重心が支点より上に来ると、倒れてしまいます。
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中学1・2年
- 予想させる問い
- おもりを2倍、3倍にすると、ばねののびは何倍になる？
- 装置で確かめられること
- のびはおもりの重さに比例し、右のグラフは原点を通る直線になります。ばねの硬さを変えると、直線の傾きが変わります。
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- 予想させる問い
- 荷物を重くすると、すべり出す坂の角度は小さくなる？
- 装置で確かめられること
- 荷物の重さを変えても、すべり出す角度は変わりません。変わるのは面のざらざら（氷・ふつうの板・ゴムマット）を変えたときです。すべり出すと実際に落ちていきます。
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- 予想させる問い
- 両側からとても強く引いたら、まん中の箱は動く？
- 装置で確かめられること
- 左右の力が同じ大きさで逆向きなら、どれだけ強く引いても合力はゼロで、箱は動きません。片方だけを変えると、合力の向きに動きます。
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- 予想させる問い
- 重さを変えずに、接する面積を半分にすると圧力はどうなる？
- 装置で確かめられること
- 面積を半分にすると、圧力は2倍になり、深く沈みます。同じ重さでも、細い足のほうが沈む理由がわかります。
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中学3年
- 予想させる問い
- 24kg の荷物を持ち上げるのに、定滑車と動滑車ではどれだけの力が要る？
- 装置で確かめられること
- 引く力を少しずつ強くして、持ち上がる瞬間を探します。動滑車を使うと必要な力は減りますが、そのぶん綱を長く引く必要があります。
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- 予想させる問い
- ゆるい坂と急な坂、同じ高さまで荷物を上げるのに得なのはどっち？
- 装置で確かめられること
- ゆるい坂ほど小さい力ですみますが、進む距離が長くなります。「力 × 距離」は角度によらず同じで、仕事の原理につながります。
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- 予想させる問い
- ブレーキを強くすると、荷台のボールのずれは小さくなる？
- 装置で確かめられること
- 台車は止まってもボールは前へ進み続けます。ブレーキを強くすると台車が早く止まるので、ボールとの差はかえって大きくなります。
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- 予想させる問い
- 重い人と軽い人が押し合ったら、押す力が大きいのはどっち？
- 装置で確かめられること
- 重さを変えても、押す力と押し返す力は必ず同じ大きさです。それでも、軽いほうが速く遠くへ動きます。
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- 予想させる問い
- 落ちていく物に同じ時間ごとに印をつけると、印の間隔はどうなる？
- 装置で確かめられること
- 間隔はどんどん広がります。落ちるほど速くなっているからです。重力の強さを変えると、広がり方が変わります。
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- 予想させる問い
- ボールを重くすると、一番下での速さは速くなる？
- 装置で確かめられること
- 重さを変えても、一番下での速さは変わりません。スタートの高さを4倍にすると、速さは2倍になります。
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- 予想させる問い
- 重い物は必ず沈む？ 軽い物は必ず浮く？
- 装置で確かめられること
- 浮くか沈むかは、物の重さと、押しのけた水の重さ（浮力）の比べ合いで決まります。大きさと密度を変えて確かめられます。
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ゲームで体感する
同じサイトの物理パズルゲーム「Pixel Balance」には、物理の条件を1つだけ変えたステージがあります。摩擦がほぼない氷のステージや重力が5分の1の月のステージで、積んだブロックの崩れ方がふだんとどう違うかを見られます。摩擦や重力の単元のあと、「条件が変わると何が起きるか」を話すきっかけに使えます。
よくある質問
授業で使うのに、申し込みや料金は必要ですか？
必要ありません。すべて無料で、ログインや登録をしなくても記事と実験装置を使えます。授業で使ったことを知らせていただく必要もありません。
生徒の名前などの情報を集めますか？
記事と実験装置には名前などを入力する欄はありません。閲覧数を数えるために Google アナリティクスを使っています。また、記事の末尾に関連する本や道具の紹介枠（PR）があります。詳しくはプライバシーポリシーをご覧ください。
学校の端末でも動きますか？
Chromebook・iPad・Windows パソコンのブラウザで動きます。アプリのインストールは不要です。画面の幅が狭いスマートフォンでも、つまみが縦に並んで操作できます。
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