概要:
1年次に学習した物理の力学分野および数学を活用して、自然現象の本質を抽出する物理的なものの見方や考えかたを身につける。高校レベルの物理であり、力学、熱・波動および電磁気現象について学習する。上級学年で物理学や専門科目を学習する際の重要な基礎となる。
授業の進め方・方法:
講義形式で進め、適宜演習を行う。前期は物理実験を実施する。
注意点:
様々な物理現象の本質をまず定性的に理解し、次に定量的・数学的に取り組むことが肝要である。授業の進捗状況に応じて、実験を行うと共に演習として適宜平常テストを課す。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
熱運動・熱容量 |
セ氏温度、絶対温度を説明できる。 熱平衡・比熱・熱容量を説明できる。
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2週 |
熱量保存則・熱膨張 |
熱量保存則を説明でき、潜熱を理解できる。 熱膨張の計算ができる。
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3週 |
気体の圧力・ボイル・シャルルの法則 |
圧力の定義を説明できる。 ボイル・シャルルの法則(理想気体の状態方程式)を説明できる。
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4週 |
単振動・物理実験 |
単振動の性質を説明できる。
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5週 |
波・物理実験 |
波の基本式を説明できる。
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6週 |
波・物理実験 |
横波と縦波の違いを説明できる。
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7週 |
波 |
波の重ね合わせの原理を理解できる。反射の法則・屈折の法則を理解できる。
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8週 |
波 |
回折・干渉(強めあう条件・弱めあう条件)を理解できる。
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2ndQ |
9週 |
音波 |
音波の性質(音の三要素・反射・屈折・干渉・回折)を理解できる。うなりを説明できる。
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10週 |
音波・物理実験 |
弦の固有振動が理解できる。
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11週 |
音波・物理実験 |
管の固有振動(開管と閉管の違い)が理解できる。
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12週 |
光・物理実験 |
音のドップラー効果を説明できる。
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13週 |
光 |
光波の性質や全反射を説明できる。偏光、スペクトル、散乱を説明できる。
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14週 |
光 |
実像と虚像の違いを知り、レンズの公式を応用できる。
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15週 |
答案返却・解説 |
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
電界 |
電荷の正負が理解できる。クーロンの法則の計算ができる。
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2週 |
電界 |
静電気力・電界の性質を説明できる。 電界の重ね合わせが理解できる。
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3週 |
電界 |
電気力線の性質を説明できる。ガウスの法則が説明できる。 静電気力の仕事・位置エネルギーを理解できる(竜力との類似性)。
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4週 |
電界 |
電位・電位差を説明できる。
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5週 |
電界 |
等電位面と電気力線の関係を説明できる。
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6週 |
電界 |
点電荷の周りの電位を計算できる。
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7週 |
電界 |
静電誘導・誘電分極を説明できる。
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8週 |
コンデンサー |
コンデンサーの性質を理解できる。コンデンサーの電気量を計算できる。
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4thQ |
9週 |
コンデンサー |
誘電率・比誘電率が理解できる。 並列接続の合成容量を計算できる。
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10週 |
コンデンサー |
直列接続の合成容量を計算できる。 静電エネルギーが計算できる。
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11週 |
電流 |
電流と自由電子の運動の関係を理解できる。 オームの法則、抵抗の性質と抵抗率を説明できる。
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12週 |
電流 |
電力・電力量を説明できる。ジュール熱を説明できる。 起電力と電圧降下を説明できる。
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13週 |
電流 |
電池の起電力と内部抵抗を理解できる。 直列・並列接続の合成抵抗を計算できる。
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14週 |
電流 |
キルヒホッフの法則を用いて回路の計算ができる。
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15週 |
答案返却・解説 |
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16週 |
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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 | 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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | |
横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | |
波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | |
波の独立性について説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 3 | |
ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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)。 | 3 | |
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | |
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | |
クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | |
電場・電位について説明できる。 | 3 | |
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | |
ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 3 | |
安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | |
有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
電磁気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。 | 3 | |
化学(一般) | 化学(一般) | 物質を構成する分子・原子が常に運動していることが説明できる。 | 3 | |
水の状態変化が説明できる。 | 3 | |
物質の三態とその状態変化を説明できる。 | 3 | |
ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル-シャルルの法則を説明でき、必要な計算ができる。 | 3 | |
気体の状態方程式を説明でき、気体の状態方程式を使った計算ができる。 | 3 | |
アボガドロ定数を理解し、物質量(mol)を用い物質の量を表すことができる。 | 3 | |
気体の体積と物質量の関係を説明できる。 | 3 | |