ブログ詳細

共通テスト物理で伸び悩む理由は、大きく分けて3つあります。公式の意味や現象のイメージが湧かない、講義系の参考書で理解したつもりでも初見の問題になると解けない、記述模試の点数は高いのに共通テスト形式のマーク模試だと点数が伸びない。この記事では、これらの悩みをまとめて解決する5つの思考法を解説します。

物理は勉強を続けていると、どんな問題も結局はシンプルな考え方に集約されているのだと気づく瞬間が訪れます。この記事で紹介する5つの思考法を意識しながら演習を積んでいけば、1ヶ月というスパンで大きく点数を伸ばすことも不可能ではありません。

センター試験の時代は、公式をしっかり覚えてそれを適切に使えるかどうかが重視されていました。しかし共通テストで問われているのは、公式が使えるかどうかではなく、その公式が持つ物理的な意味とそこから考察できることを自分の頭で考える力です。問題集で公式が1行目に与えられていて、それを当てはめて代入するだけの練習しかしていないと、共通テスト特有の考察問題には対応できません。

とはいえ、次の5つの視点を持って問題に取り組めば、考察問題にも必ず対応できるようになります。

単振り子の周期の公式は、振れ角が小さいときにしか成り立ちません。振れ角が小さい場合に近似計算をした結果として、あの周期の式が導かれています。この前提を知らないと、振れ角が大きい設定の問題で公式をそのまま使ってしまい、失点してしまいます。

運動量保存則も同様です。この法則が成り立つのは、2つの物体が作用・反作用の関係にある力、いわゆる内力のみを及ぼし合っているときに限られます。衝突の際に外力が働く設定でも、外力が働く時間が極めて短ければその力積を無視できるため、近似的に運動量保存則が使えるという応用にもつながります。公式を覚えるだけでなく、その公式が成り立つ条件までセットで押さえることが、共通テスト物理の土台になります。

熱力学の気体分子運動論のように、公式が導かれる過程を自分の手で再現できるかどうかも重要です。単振動の式についても、等速円運動の正射影から速度と加速度の式を導き、そこからばねの運動に置き換えられるところまで説明できると、応用力が大きく変わります。

ここで一つ注意したいのは、成り立つ理由を深く追いすぎると高校物理の範囲を超えてしまう場合があることです。受験対策としては、教科書に載っている説明の範囲でしっかり理解できることを目標にすれば十分です。

二重スリットの実験で干渉じまの式を求めた後、そのスリット間を屈折率の異なる液体で満たしたらどうなるかを考察する問題や、シャボン玉の表面が色づいて見える理由を光路差の式から読み解く問題は、まさにこの力が問われています。式のどの部分が波長によって変化するのかを追えるかどうかがポイントです。

単振り子の周期の式に質量の項が入っていないことに気づけば、重い鉄球と軽い発泡スチロールを宇宙船の中で振らせても周期は変わらないと即答できます。出てきた式のどの文字を変化させると結果がどう変わるのかを、普段の演習から考える習慣をつけておくと、この手の考察問題に強くなります。

共通テストでは日常生活を題材にした物理の問題がよく出題されます。例えば等速直線運動をしている宇宙船から荷物を離すとどのように動いていくかという問題は、等速で走る自転車から荷物が落ちる場面や、電車の中でスマートフォンを落としてしまう場面に置き換えて考えると理解しやすくなります。宇宙船と一緒に運動していた荷物は、離れた瞬間も水平方向の速度を保ったまま運動を続けるため、放物運動を描きます。

共通テストの模試などでは、教科書に載っている写真や日常生活のコラムがそのまま題材になることも多いので、普段の学習で教科書の具体例や写真を読み込んでおくこともおすすめです。

PVグラフで等温変化と断熱変化を比べたとき、断熱変化の方が傾きが急になります。これは、式を変形して説明する方法と、断熱膨張では温度が下がるためPVの値が小さくなるという現象から直感的に説明する方法の、両方で理解しておくと強くなります。定圧変化についても、PVグラフの面積が仕事を表すことを知っていれば、空気入れのポンプを押す場面のような日常的な設定にも対応できます。

グラフが描きやすい問題では、式を立てる前にまずグラフに落とし込んでみることを習慣にしておくと、共通テストの限られた時間の中でも素早く正解にたどり着けるようになります。

5つの思考法まとめ