力学、熱、波動現象に関する基本的な概念や原理・法則について理解し、これらの領域の具体的な事象について物理学的に考察することができる能力を身につける。
演習については、教科書、問題集の例題を理解し、教科書の節末問題、問題集の基本問題を60%以上解くことができる学力を身につける。
概要:
力学、熱、波動に関する観察・実験などを通して、自然事象を物理学的に探究する能力と態度を養うとともに、物理学の基本的な概念や原理・法則の理解を通して、科学的な自然観を身につけ, 科学技術の成果を科学的に判断し、その進歩に対応できる資質を養う。
授業の進め方・方法:
物理学は自然事象を対象とする学問であり、観察、実験、デジタルコンテンツなどを通して事象の具体的なイメージを形成することが必須である。理解を深めるための演習は適宜行い、一つの領域ごとに配布する学習シートにより、目標を明確にするとともに、interactiveな授業の展開を図る。授業は講義、演示実験が中心となるが、グループごとの学生実験も行う。
注意点:
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 慣性の法則について説明できる。 | 2 | |
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 2 | |
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 2 | |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 2 | |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 2 | |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 2 | |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 2 | |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 2 | |
運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 2 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 2 | |
周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 2 | |
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 2 | |
等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 2 | |
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 2 | |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 2 | |
重心に関する計算ができる。 | 2 | |
熱 | 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 2 | |
時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。 | 2 | |
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 2 | |
熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 2 | |
動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。 | 2 | |
ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 2 | |
気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 2 | |
熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 2 | |
エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。 | 2 | |
不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。 | 2 | |
熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 2 | |
波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 2 | |
横波と縦波の違いについて説明できる。 | 2 | |
波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 2 | |
波の独立性について説明できる。 | 2 | |
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 2 | |
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 2 | |
ホイヘンスの原理について説明できる。 | 2 | |
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。 | 2 | |
弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。 | 2 | |
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。 | 2 | |
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 2 | |
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。 | 2 | |
自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 2 | |
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 2 | |
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 2 | |
物理実験 | 物理実験 | 力学に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
熱に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |
光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |