開成高校卒 東京医科歯科大学医学科在学
はじめまして、武田塾・印西牧の原校で講師として
「英語・物理・化学・数学」を担当する山田です。
前回は英語に関する記事を書かせていただきました。
英語の勉強方法に関してできるだけ詳しく説明したので、
よかったらご覧ください。
【開成から医学部へ】全国12位の山田講師の勉強法（英語・前編）
さて今回は、物理に関する記事を書かせていただこうと思います。
僕自身、物理が一番の得意科目であり、東大物理の添削を3年間行ってきました。
物理においてどのような失点が多いか、
どうすれば点数を上げられるかなど、
物理のコツを伝えることができればと思います。
物理は受験を決める科目です。
まずはその理由から説明したいと思います。
物理は逆転科目
物理に限らず、理科は逆転を起こす科目です。
その理由は、
トップ層も理科を完成させるのは高３に入ってから
だからです。
僕が通っていた開成高校は、
学年の半分以上が東大や医学部に進学する学校ですが、
それでも高２のうちに理科で点数を稼げる人は
ほとんどいませんでした。
いわゆるトップ層と呼ばれる人たちも、
理科を本格的に始めるのは早くて高２、
遅い人は高３から始めています。
英数は中１から積み上げていく人がほとんどなので、
英数でその人たちに逆転をするのはかなり厳しいと思います。
しかし理科は、今から本気で始めれば
十分に追いつけ、抜かしていけます。
特に物理は、
簡単な問題を取りきることが大切な科目
ですので、コツさえつかめれば大逆転を狙えるのです。
簡単な問題を解き切れるようにしよう、ということで
何も考えずに基礎の問題を解きまくるだけでは意味がないです。
普段から本番の入試を意識して、
見直しと時間配分
を徹底しながら解いていきましょう。
この二つが物理では本当に、本当に大切です。
物理の答案を添削していて、
「基礎の問題の見直しを徹底しましょう」
「必ずすべての問題に目を通しましょう」
を何度書いてきたことか...！！
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見直しを徹底するといっても、
途中式を全て確認しているようでは
時間が足りません。
物理における見直しは、
次元チェック
極端な値の代入
このふたつに限ります。
慣れれば一問あたり20秒もかからずにでき、
ミスの6~7割はこれらで気付くことができます。
添削の時に書きすぎて、僕のPCでは「じ」と打つと
「次元チェックや極端な値の代入などの見直し手段で気付けるミスです」
と候補に出てくるようになりました。
それほど頻出します。
入試の緊張感を考えてみてください。
普段しないようなミスも多発します。
一発勝負だからこそ、ケアレスミスをするわけには
いかないのです。
今から見直しの習慣をつけるのが非常に大切です。
是非身につけて、物理のミスを減らしていきましょう！
次元チェックとは？
物理のミスは式変形の過程でよく起こります。
式変形しているうちに、
いつの間にか文字が消えてしまっていたり、
プラスマイナスを間違えたり。
そういうミスにすぐ気付けるのが、
次元チェックという技です。
次元チェックとは、単位（次元）のみに注目して、
答えに矛盾がないかを確かめる方法です。
例えば、速度を答える問題では答えの単位は[m/s]になるはずなので、
[m^2/s]や[/s]になってしまっている誤答をはじくことができるのです。
次元チェックを実践してみよう！
試しに、2018年度のセンター物理の
問題を例に取って考えてみましょう。
～したときの、抵抗で発生するジュール熱として正しいものを選べ(改題)
①V/R ②V/2R ③V^2/R ④V^2/2R
⑤CV ⑥CV/2 ⑦CV^2/2
この問題は前問から続いている問題ですので、
具体的な状況が分からないと解けないように思われますが、
単位に注目すると答えが分かってしまいます。
今回はジュール熱を答える問題です。
ジュール熱の単位はもちろん[J(ジュール)]です。
エネルギーを表す単位ですね。
では選択肢について順番に見ていきましょう。
①②
I=V/Rという公式から分かるように、これらの単位は[A（アンペア）]になります。
電流の大きさを表す単位なので、今回の答えではありません。
③④
V/R×V＝[A]×[V]なので、これは仕事率ですね。
仕事率×時間がエネルギーなので、今回の答えではありません。
⑤⑥
Q=CVという公式がピンとくると思います。
そう、これは[C（クーロン）]ですね！
電荷の大きさを表す単位なので、今回の答えではありません。
⑦
ここまでくれば消去法でこれが答えです！
コンデンサーの静電エネルギーの公式 1/2(CV^2)がピンとくると思いますが、
これはエネルギーを表す単位ですね！
次元チェックについて理解できたでしょうか。
問題文なんて見なくても、答えの単位に注目するだけで答えが分かってしまいました！
このように、同じような形式の公式を思い出して、
それが答えの単位と一致しているかを確かめるだけでも見直しができてしまうのです。
説明のために簡単な問題を用いましたが、
係数が複雑な答えでも、単位にだけ注目して見直しすればいいので、
慣れれば1分もかからず見直しができてしまいます。
極端な値の代入とは？
答えが出てきた際に、まずしてほしいことが極端な値の代入です。
答えにθが入ってくるんだったら、θに0や90°、180°を代入してみたり、
二つの物体が衝突する問題だっら、片方の質量を0や無限にしてみたり、
答えが直感で分かるような状況を考えて代入します。
例えば、ボールを地面からの角度θで初速度vで投げた際の、飛距離を求めたとします。
その答えとして、v^2・sinθ/g [m]が出てきたとします。
ここで、先ほど述べたように極端な値θ=0°、90°のときを考えてみましょう。
θ=0°のときは、真横に投げている（地面に転がしている）ので飛距離は0[m]ですね。
では答えの式にθ=0°を代入してみましょう。
答えも0 [m]になりました。ここに矛盾はなさそうです。
次にθ＝90°のときを考えてみましょう。
θ＝90°、つまりボールを真上に投げているだけなので、飛距離は0 [m]ですね。
そこで答えにθ=90°を代入してみると、結果はv^2/g [m]になりました。
答えに矛盾が生じてしまいました。
つまりこの答えは間違えていたということです。
本当の答えは、v^2・sin2θ/g [m] でした。
この答えだとθ＝90°でもしっかり0 [m] になりますね！
極端な値の代入、理解できたでしょうか。
ポイントは、
直感で答えが分かる状況を考える
です。
先ほどだったら、真上にボールを投げる、ボールを転がす、などです。
代入するだけなので、本当に簡単に、短時間で見直しができてしまいます。
ふたつの手段を使って見直しをしてみよう！
簡単な問題で見直しをしてみましょう！
質量mの小球が速度vで、質量Mの静止している大球に衝突した。
床との摩擦力を考えず、反発係数を1としたときの
小球と大球の衝突後の速度v'、V’を求めよ。
この問題を解いて、山田くんは
v'=(M/m+M)v
V'=(m/mM)v
という答えを出しました。
この答えが合っているか、間違っているか、見直しをしてみましょう！
行うべきは、次元チェックと極端な値の代入です。
答え
まずは、極端な値の代入をしてみます。
大球が質量無限(M→無限)の場合を考えてみましょう。
大球がめちゃくちゃ重い、つまり大球が壁だと考えてしまいましょう。
反発係数が1なので、小球を壁に速度vでぶつけた場合小球は速度が反転します。
大球は壁なので、小球がぶつかった程度ではビクともしません。
つまり、v'=-v , V'=0 ですね！
ここで出てきた答えにM→無限を代入してみましょう！
すると、v'=v , V'=0 がでてきます。
この時点で、v'は間違いであることが分かりました！
次に、次元チェックをしてみます。
v'はすでに間違いだと気づいたので、V'について調べます。
答えは速度のはずなので、[m/s]です。
(m/mM)vは、[(kg/kg・kg)・m/s] = [m/(s・kg)] ですね！
単位が合いません。
つまりV'も間違いだったということです。
以上で、見直しが完了しました。
文字にしているので長く感じますが、実際はこれくらいだったら10秒くらいでできると思います。
一問の正誤が合否を分ける世界ですので、
数十秒で間違いが気付けるのはとても素晴らしいことです。
まとめ
ここまで読んでいただきありがとうございました。
少し難しくて実践的な話になってしまいましたが、
物理が出来る人はこういうことを自然に行っています。
普段から単位に注目したり、極端な状況について考えていれば、
意識せずとも、なんとなくこの答え違うな...と思えるようになってきます。
こういった感覚が物理のセンスです。
受験本番は一発勝負で、おそらく人生で一番緊張します。
最大のパフォーマンスなんて発揮できません。
つまらないミスが人生を分けうる世界です。
そんななかで、確かな見直し手段を持っていることは
非常に心の頼りになるはずです。
普段から見直しを習慣化して、
物理の点数upを狙っていきましょう！
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