1. ニュートンの運動方程式を微分方程式として理解して、物体の運動を求めることができる。
2. 剛体の運動に関する問題を解くことができる。
3. 熱・圧力・内部エネルギーについて説明できる。
4. 熱機関を用いて、熱・仕事・エントロピーを説明でき、計算ができる。
5. 電場・磁場に関する基本的な用語について説明できる。
6. 電場・磁場の計算ができ、荷電粒子の運動を説明できる。
7. 実験と理論とを結びつけて理解でき、実験結果を考察しレポートとしてまとめることができる。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
（実験）実験ガイダンス
（力学）速度と加速度 |
（実験）実験で使用する機器や測定等に関する基礎的事項を理解する。
（力学）ベクトル量としての位置、速度、加速度を理解し、それらベクトル量の合成と分解ができる。
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| 2週 |
（実験）実験1：液体の密度
（力学）運動方程式１ |
（実験）各種濃度の溶液試料について求めた密度から、濃度と密度の関係を表す実験式を求めることができる。
（力学）力が一定の場合、力が時間にの依存する場合の物体の運動に関する問題を解くことができる。
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| 3週 |
（実験）実験1：液体の密度
（力学）運動方程式２ |
（実験）各種濃度の溶液試料について求めた密度から、濃度と密度の関係を表す実験式を求めることができる。
（力学）力が速度の依存する場合の物体の運動に関する問題を解くことができる。
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| 4週 |
（実験）実験２：光の干渉と回折
（力学）運動方程式３ |
（実験）光の波動性について実験を通して理解する。
（力学）力が座標に依存する場合の物体の運動に関する問題を解くことができる。
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| 5週 |
（実験）実験２：光の干渉と回折
（力学）放物運動、円運動 |
（実験）光の波動性について実験を通して理解する。
（力学）放物運動と円運動に関する問題を解くことができる。
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| 6週 |
（実験）実験３：気体温度計
（力学）単振動、単振り子 |
（実験）シャルルの法則に基づき、気体の温度と体積から未知の水温が計測できることを確認する。
（力学）単振動、単振り子に関する問題を解くことができる。
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| 7週 |
（実験）実験３：気体温度計
（力学）仕事とエネルギー |
（実験）シャルルの法則に基づき、気体の温度と体積から未知の水温が計測できることを確認する。
（力学）仕事とエネルギーの関係を理解する。
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| 8週 |
（実験）実験４：フランクヘルツの実験
（力学）力学的エネルギー保存則 |
（実験）フランクヘルツの実験から、原子の定常状態について理解する。
（力学）力学的エネルギー保存を理解し、応用できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
（実験）実験４：フランクヘルツの実験
（力学）力のモーメントと角運動量 |
（実験）フランクヘルツの実験から、原子の定常状態について理解する。
（力学）回転運動に関わる力のモーメントと角運動量を理解する。
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| 10週 |
（実験）実験５：放射線の測定
（力学）角運動量保存則 |
（実験）放射線の測定を通して放射線の理解を深める。
（力学）角運動量保存則に関する問題を解くことができる。
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| 11週 |
（実験）実験５：放射線の測定
（力学）固定軸の周りの剛体の回転運動 |
（実験）放射線の測定を通して放射線の理解を深める。
（力学）固定軸の周りの剛体の回転運動を記述する基礎方程式を理解する。
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| 12週 |
（実験）レポート指導、追実験
成果発表および追実験
（力学）回転運動１ |
（実験）レポートの体裁および内容について指導を受け、必要であれば追実験を行う。
（力学）回転の運動方程式に関する問題を解くことができる。
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| 13週 |
（力学）回転運動２ |
（力学）回転に関する問題を解くことができる。
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| 14週 |
（力学）剛体の平面運動１ |
（力学）剛体の平面運動に関する簡単な問題を解くことができる。
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| 15週 |
（力学）剛体の平面運動２ |
（力学）剛体の平面運動に関する問題を解くことができる。
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| 16週 |
前期定期試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱平衡状態と温度 |
温度・圧力・体積を説明できる。
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| 2週 |
気体の状態と分子運動 |
気体の分子運動から内部エネルギーの定義を説明できる。
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| 3週 |
熱と仕事とエネルギー |
熱力学の第一法則を説明できる。
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| 4週 |
熱機関 |
準静的過程において系がした仕事，吸収した熱量を計算できる。
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| 5週 |
エントロピー |
エントロピー増大の法則を説明できる。
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| 6週 |
クーロンの法則と電場 |
電場の概念を説明でき，電気力線が描け，荷電粒子に働く力を計算できる。
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| 7週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を用いて電場を計算できる。
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| 8週 |
電位 |
典型例について、電気力線と等電位面を描ける。
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| 4thQ |
| 9週 |
コンデンサの静電容量と電場のエネルギー |
平板コンデンサの静電容量の式を導出でき，電場のエネルギーを計算できる。
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| 10週 |
ローレンツ力と電流が磁場から受ける力 |
磁場中を運動する荷電粒子の運動を説明でき，電流が磁場から受ける力を計算できる。
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| 11週 |
電流のつくる磁場 |
直線電流、円電流がつくる磁場を理解し、計算できる。
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| 12週 |
アンペールの法則 |
アンペールの法則を書けて、内容を説明できる。
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| 13週 |
電磁誘導 |
発電の原理を説明できる。
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| 14週 |
相互誘導と自己誘導 |
コイルに働く起電力を説明できる。
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| 15週 |
マクスウェルの方程式 |
マクスウェルの方程式を書けて、内容を説明できる。
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| 16週 |
後期定期試験 |
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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。 | 3 | 前1 |
| 直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | 前2 |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 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。 | 3 | 前4 |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | 前2 |
| 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。 | 3 | 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。 | 3 | 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。 | 3 | 前5 |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前2 |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前4 |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前2 |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | 前2 |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前3 |
| 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。 | 3 | 前3 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | 前3 |
| 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。 | 3 | 前3 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前7,前8 |
| 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。 | 3 | 前7,前8 |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | 前9 |
| 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。 | 3 | 前9 |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 前9 |
| 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。 | 3 | 前5,前6 |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | 前5,前6 |
| 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。 | 3 | 前5,前6 |
| 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. | 3 | 前5 |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前9,前10 |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | 前9,前10 |
| 角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 3 | 前9,前10 |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 3 | 前11,前12,前13,前14,前15 |
| 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 | 後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。 | 3 | 後4 |
| 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 | 後1 |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | 後1 |
| 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 | 後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 | 後4 |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | 後4 |
| 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。 | 3 | 後4 |
| 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 | 後3 |
| 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。 | 3 | 後4,後5 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | 後4 |
| 電気 | クーロンの法則を説明し、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 | 後6,後7,後8,後15 |
| 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 | 後6 |
| 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 | 後10,後11,後12,後13,後14 |
| 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 | 後9 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 後9 |
| 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 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12 |
| 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 | 前6,前7 |
| 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。 | 3 | 前4,前5 |
| 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 | 前10,前11 |
| 電子・原子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 | 前8,前9 |