予習シリーズ小5の理科では、上巻の「てこと輪軸」、下巻の「てこ・滑車・輪軸」が力学の山場になりやすいです。公式は言えるのに、棒の重さや支点の取り方、輪軸・滑車への置き換えで手が止まる。解答を追っても、自分のノートに同じ図が再現できない——そんなときは、新しい教材より、いま使っている演習問題集の該当回に戻るのが先です。
理科の伴走は、中学受験理科に特化した解説動画です。予習シリーズ演習問題集など、公開中の該当回を自宅で見て解き直せます。単純な一問一答を除き、公開中の回は揃えています。注意点は、一部テキストの改訂反映が追いついていない場合があることのみです。教材名・回・問題番号は教材マップで照合してください。
何が難しいか
てこで止まりやすいポイントは、計算そのものより図と条件の不足です。
- 上下のつり合い（力の合計）と回転力のつり合いを混同する
- 棒自身の重さ（重心）を最初に確認していない
- 支点からの距離とおもりの位置を図に書き込んでいない
- 輪軸・滑車を「別公式」として暗記し、てこのつり合いに戻せない
- 基本問題が不安定なまま練習・発展へ進む
まずは「てこ」の無料サンプルで確かめる
どの距離を式に使うのか。力の矢印と距離を図で確認する短い解説動画を、会員登録・カード登録なしで見られます。
動画を見たら、解き直し用の問題PDFに挑戦。答えを見ずに図と式を再現できるか確かめてください。
手元のテキストでは、上巻のてこと輪軸、下巻のてこ・滑車・輪軸など、回名は年度で表記が変わることがあります。公開中の回かどうかはマップの表記が正です。
四谷大塚・早稲田アカデミー・進学くらぶなどの授業や教材解説が軸です。伴走は、その理解を演習問題集の該当回に接続するための補助です。週テストで落ちたときも、まず同じ単元の演習問題集に戻ると定着しやすいです。
分野全体のつまずき整理は、既存の勉強法記事も参考になります。→ 小5理科の物理が苦手な子の勉強法
解き直しの進め方
- 週テスト・宿題・演習で止まった問題番号をメモする
- 本文・まとめてみようで支点・力点・作用点を一度戻す
- 同じ回の演習問題集を開き、図に力の矢印と距離をすべて書き込む
- 棒の重さ・未知数の個数・輪軸／滑車の置き換えを先に数える
- 解説を止め、同じ図をもう一度白紙で描いて解く
家庭学習での最低ライン：回転のつり合いの前に上下の力の合計も確認する。太さが一様な棒は重心を中央に置く、と決めてから式を立てる。輪軸・滑車は、てこと同じつり合いの枠に戻してから式を立てる。基本〜練習が安定するまで、発展へ無理に進まない。
個別指導塾では「どの問題を残すか」の方針設計が中心になることが多いです。伴走はその前段の、該当回の図と式を自宅で固める用途です。
輪軸と滑車を、てこのつり合いに戻す
予習シリーズ小5では、てこのあとに輪軸と滑車が続きます。ここで点が落ちる子は、輪軸の式、動滑車の式、定滑車の決まりをそれぞれ別の公式として覚えていることが多いです。しかし三つとも、「回そうとする働き（力×支点からの距離）が左右で等しい」というてこの考え方と、「上向きの力の合計＝下向きの力の合計」という上下のつり合いで説明できます。別公式を増やすより、てこに戻して確かめる方が、初めて見る組み合わせにも対応できます。
輪軸：中心が支点、半径が距離
輪軸は、大きさの違う輪と軸が同じ中心で一緒に回る道具です。中心を支点とするてこと考えると、糸がかかる位置までの距離はそれぞれの半径です。したがって「輪にかける力×輪の半径＝軸にかかる力×軸の半径」でつり合います。半径の大きい輪の側を引けば、小さな力で重いおもりを持ち上げられます。そのかわり、輪と軸は同じ角度だけ回るので、糸を引く長さは半径に比例して長くなります。力を小さくした分だけ、引く長さが長くなる、という関係はてこ・滑車にも共通です。
滑車：糸1本の力はどこでも同じ
- 定滑車：天井などに固定された滑車です。力の向きを変えるだけで、引く力はおもりの重さと同じ、引く長さはおもりが上がる長さと同じです。
- 動滑車：おもりと一緒に動く滑車です。左右2本の糸で支えるので、滑車の重さを考えなければ引く力はおもりの半分になり、引く長さはおもりが上がる長さの2倍になります。滑車に重さがあるときは、「おもり＋動滑車」の重さを2本の糸で分けて支えると考えます。
滑車を組み合わせた問題では、一番下のおもりから順に、それぞれの糸にかかる力を図に書き込んでいきます。1本の糸の力は、その糸のどこでも同じです。この書き込みを省いて式を立てようとすると、どこかで数え間違えます。
例題で確かめる
※例題はこのページのために作ったオリジナル問題です。数値は説明用で、実際の入試問題・塾教材の問題ではありません。
例題1 輪軸のつり合いと引く長さ
図1のように、半径5cmの軸に巻いた糸に120gのおもりをつるし、半径20cmの輪に巻いた糸を引いて、輪軸を静止させました。（1）輪の糸を何gの力で引いていますか。（2）おもりを6cm持ち上げるには、輪の糸を何cm引けばよいですか。
答えと解説を見る
答え（1）30g （2）24cm
解説（1）中心を支点としたてこと考えます。120×5＝□×20より、□＝30gです。（2）輪と軸は同じだけ回るので、糸が動く長さは半径に比例します。軸の糸が6cm動くとき、輪の糸は6×20÷5＝24cm動きます。力は1/4、引く長さは4倍になっています。
例題2 重さのある動滑車
重さ20gの動滑車1個と、向きを変えるための定滑車1個を使って、100gのおもりを持ち上げます。糸の重さや摩擦は考えません。（1）糸を引く力は何gですか。（2）おもりを10cm持ち上げるには、糸を何cm引けばよいですか。
答えと解説を見る
答え（1）60g （2）20cm
解説（1）動滑車は、おもりと動滑車を合わせた120gを左右2本の糸で支えます。1本の糸の力はどこでも同じなので、120÷2＝60gです。定滑車は向きを変えるだけなので、引く力も60gです。（2）動滑車が10cm上がると、左右の糸がそれぞれ10cmずつ短くなるので、引く長さは20cmです。
よくある質問
- 動滑車に重さがあるときは、どう計算しますか？
- おもりの重さに動滑車の重さを足し、その合計を動滑車を支える糸の本数で分けます。動滑車1個を2本の糸で支えていれば、引く力は（おもり＋動滑車）÷2です。
- 輪軸とてこは、どういう関係ですか？
- 輪軸は、中心を支点とし、輪と軸の半径を支点からの距離としたてこと同じです。輪にかかる力×輪の半径と、軸にかかる力×軸の半径が等しいときにつり合います。
- 滑車で力が小さくなると、仕事が得になるのですか？
- 得にはなりません。動滑車や輪軸で力が小さくなった分だけ、糸を引く長さが長くなります。力と引く長さをかけ合わせた量は、道具を使っても使わなくても変わりません。
関連リンク
- 予習シリーズ理科ハブ
- 週テスト・合不合｜解き直し
- 教材マップ（小5）
- 理科の伴走 LP ／ 始め方 ／ FAQ
- 予習シリーズ小5のほかの単元：天体 ／ 同じ単元をほかの塾の教材で：SAPIX てこ ／ 早アカ てこ・輪軸 ／ 浜 てこ・滑車・輪軸
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