1. 力学に関わる物理量，方程式を微分積分を用いて記述し，計算することができる
2. 電気に関する基礎知識を理解し，物理量を計算することができる．
概要:
物理学の基礎知識を習得する．低学年の物理で学んだ物理現象をベクトル，微分積分を用いて記述でき，原理から順を追って考えていく能力を身につける．単に数式を丸暗記するのではなく，種々の力学の現象に適用される法則や式を理解し，導出できるようにする．電気に関する現象のうち，電荷，電流とそれに関連する事項についてその概念と理論を理解する．
授業の進め方・方法:
これまでに学んだ数学，特に三角関数，ベクトル，微分積分の知識が重要となる．授業では，必要に応じてこれらの一部を復習をしながら進むが，その時点で確実なものになっていなければならない．
各定期試験までの間におおむね２回の小テストを行う．小テスト実施時は次に進むための知識のまとめのときでもあるので，このときまでに最低限必要な知識は身につけておくようにする．
数学，物理で用いる数式の丸暗記にとどまらず，その考え方や適切な表現方法を身につけるようにつとめる．数値を求める場合には，用いる値や目的量の単位にも注意を払う．
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス
１．ベクトルとその微分
1-1基本ベクトルと位置ベクトル |
ベクトルの表記ができ，基本的な演算ができる．
スカラー積の定義を理解し，その計算ができる．
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| 2週 |
１．ベクトルとその微分
1-1基本ベクトルと位置ベクトル |
ベクトルの表記ができ，基本的な演算ができる．
スカラー積の定義を理解し，その計算ができる．
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| 3週 |
1-2速度と加速度 |
ベクトルの微分で，位置から，速度，加速度を導出できる．
放物運動における，物体の位置，速度，加速度，軌道の方程式が導出できる．
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| 4週 |
1-2速度と加速度 |
ベクトルの微分で，位置から，速度，加速度を導出できる．
放物運動における，物体の位置，速度，加速度，軌道の方程式が導出できる．
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| 5週 |
1-2速度と加速度 |
ベクトルの微分で，位置から，速度，加速度を導出できる．
放物運動における，物体の位置，速度，加速度，軌道の方程式が導出できる．
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| 6週 |
２．運動の法則
2-1運動の3法則 |
ニュートンの運動の3法則を説明できる．
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| 7週 |
2-1運動の3法則
2-2次元と単位 |
ニュートンの運動の3法則を説明できる．
代表的な物理量の次元，単位を求めることができる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験答案返却・解答解説
３．運動方程式の積分
3-1初期値問題 |
試験の解説に基づいて，理解度が低い部分を理解する．
放物運動について，物体の運動方程式を積分し，種々の初期条件による問題に適用できる．
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| 10週 |
3-1初期値問題 |
放物運動について，物体の運動方程式を積分し，種々の初期条件による問題に適用できる．
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| 11週 |
3-2 スカラー積と仕事
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仕事をスカラー積と積分を用いて求めることができる．
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| 12週 |
3-2 スカラー積と仕事
3-3 運動エネルギー |
仕事をスカラー積と積分を用いて求めることができる．
運動方程式から，仕事と運動エネルギーの関係を導出できる．
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| 13週 |
3-4 保存力とポテンシャル |
ポテンシャルの定義を理解し，積分を用いて計算できる．
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| 14週 |
3-5 力学的エネルギー保存則
3-6 運動量保存則と力積 |
力学的エネルギー保存則，運動量保存則，力積と運動量変化が等しいことを導出し，簡単な運動に適用できる．
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
試験答案返却・解答解説 |
試験の解説に基づいて，理解度が低い部分を理解する．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
４．回転運動
4-1 ベクトル積
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ベクトル積とその大きさを求めることができる．
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| 2週 |
4-2 力のモーメントと角運動量 |
角運動量をベクトル積で表現し，計算できる．
運動方程式から回転運動の方程式を導出でき，力のモーメントと角運動量の関係を説明できる．
力のモーメントをベクトル積で表現し，計算できる．
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| 3週 |
4-2 力のモーメントと角運動量 |
運動方程式から回転運動の方程式を導出でき，力のモーメントと角運動量の関係を説明できる．
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| 4週 |
4-2 力のモーメントと角運動量 |
力のモーメントをベクトル積で表現し，計算できる．
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| 5週 |
4-3 中心力による運動と角運動量保存則
4-4 等速円運動 |
中心力の定義を理解し，角運動量保存則を導出できる．
等速円運動について，物体の位置，速度，加速度を求めることができる．
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| 6週 |
4-4 等速円運動 |
等速円運動について，物体の位置，速度，加速度を求めることができる．
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| 7週 |
4-5万有引力 |
惑星の運動を万有引力を向心力とした円運動として解析できる．
力学的エネルギー保存則から，第二宇宙速度を求めることができる．
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験答案返却・解答解説
５．電荷と静電気力
5-1．電荷と物体の帯電
5-2．導体と不導体
5-3．クーロンの法則 |
試験の解説に基づいて，理解度が低い部分を理解する．
電荷と静電気力，電荷保存の法則が説明できる．
静電誘導と誘電分極について説明できる．
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| 10週 |
5-3．クーロンの法則 |
点電荷間にはたらく力を求めることができる．
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| 11週 |
６．電流と抵抗
6-1．電流と電荷
6-2．オームの法則 |
電流の定義と自由電子との関係を説明できる．
オームの法則を理解し，関連する物理量を算出できる．
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| 12週 |
6-2．オームの法則
6-3．抵抗の接続 |
オームの法則を理解し，関連する物理量を算出できる．
2個以上の抵抗の合成抵抗を求めることができる．
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| 13週 |
７．電流と仕事
7-1．電流がする仕事
7-2．ジュール熱 |
電流がする仕事を求めることができる．
電流による発熱量を求めることができる．
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| 14週 |
7-2．ジュール熱
7-3．電力と電力量 |
電流による発熱量を求めることができる．
電力，電力量を求めることができる．
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
試験答案返却・解答解説 |
試験の解説に基づいて，理解度が低い部分を理解する．
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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 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 2 | 前3,前4,前5 |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 2 | 前3,前4,前5 |
| 自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 2 | 前4,前5 |
| 鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 2 | 前4,前5 |
| 水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 2 | 前5,前9,前10 |
| 慣性の法則について説明できる。 | 2 | 前6 |
| 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 | 前7 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 2 | 前6 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 2 | 前11 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前11 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前13 |
| 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 | 前14 |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 2 | 前14 |
| 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 | 前14 |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 2 | 前14 |
| 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 | 後7 |
| 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 | 後7 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 2 | 後2,後3,後4 |
| 角運動量を求めることができる。 | 2 | 後2,後3,後4 |