1. 力について理解し、物体の運動を求めることができる。
2. 運動量について理解し、運動量保存則を用いて速度を求めることができる。
3. 力学的エネルギー保存則を理解し、位置エネルギーと運動エネルギーを求めることができる。
4. 万有引力の法則を理解し、万有引力による運動と位置エネルギーを求めることができる。
概要:
物理学において最も基本となる力、運動方程式、運動量、仕事、力学的エネルギー、単振動について学習する。ここで学ぶことは物理Ⅱ、応用物理の基礎となる。各週座学2時間とする。
授業の進め方・方法:
分野ごとに講義によって内容を確認し、演習によって詳細を理解できるように授業を構成する。予習復習は、各自が積極的に行うこと。授業中の演習に備えて、定規・関数電卓を用意すること。
注意点:
単に公式を覚えるだけではなく、物理学の学習を通じて自然現象を系統的・論理的に考えていく能力を養い、広く自然の諸現象を科学的に解明するための物理的な考え方を身につけて欲しい。理解を深めるためには、自学自習により演習問題を多く解くことは有効である。その際、単に公式に数字を代入して問題を解くのではなく、現象をイメージしながら解くことが重要である。
学業成績が60点未満の学生に対して再試験を実施する場合がある。この場合、再試験60%、小テスト課題等40%の割合で再評価を行う。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
力の性質 |
力の合成と分解を理解し、力のベクトルの計算ができる。力のつりあいについて理解し、合力が計算できる。
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2週 |
力の性質 |
重力と弾性力について理解し、それらの力による運動が計算できる。
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3週 |
力の性質 |
抗力と摩擦力について理解し、それらの力による運動を計算できる。
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4週 |
運動の三法則 |
慣性の法則と運動方程式を理解し、運動が計算できる。
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5週 |
運動の三法則 |
作用反作用の法則について理解し、運動が計算できる。
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6週 |
運動方程式の応用 |
運動の三法則を理解し、運動方程式を立てることができ、運動が計算できる。
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7週 |
達成度試験(前期中間試験) |
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8週 |
力積と運動量 |
運動量を理解し、運動量を計算できる。
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2ndQ |
9週 |
力積と運動量 |
力積を理解し、力積を計算できる。
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10週 |
力積と運動量 |
運動量が力積によって変化することを理解し、運動量変化を計算できる。
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11週 |
運動量の保存則 |
直線上を運動する物体の衝突で運動量が保存することを理解し、運動量を計算できる。
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12週 |
運動量の保存則 |
平面上を運動する物体の衝突で運動量が保存することを理解し、運動量を計算できる。
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13週 |
反発係数 |
床や壁との直衝突の前後で速度が変化することを理解し、反発係数が計算できる。
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14週 |
反発係数 |
床や壁との直衝突の前後で速度が変化することを理解し、反発係数が計算できる。
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15週 |
反発係数とエネルギー保存則 |
完全弾性衝突以外では衝突後に物体の力学的エネルギーが減少し,減少分は熱となることを説明できる.
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16週 |
前期定期試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
仕事と仕事率 |
物理における仕事を理解し、仕事率を計算できる。
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2週 |
運動エネルギー |
運動している物体がエネルギーを持っていることを理解し、運動エネルギーを求めることができる。
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3週 |
位置エネルギー |
重力による位置エネルギーを理解し、位置エネルギーを求めることができる。
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4週 |
位置エネルギー |
弾性力による位置エネルギーを理解し、位置エネルギーを求めることができる。
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5週 |
力学的エネルギー |
運動エネルギーと位置エネルギーの合計が力学的エネルギーであることを理解し、力学的エネルギーが計算できる.
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6週 |
力学的エネルギー |
重力と弾性力が保存力であることを理解し、仕事が計算できる。
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7週 |
力学的エネルギー |
動摩擦力が保存力でないことを理解し、仕事が計算できる.
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8週 |
達成度試験(後期中間試験) |
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4thQ |
9週 |
等速円運動 |
等速円運動の速度と角速度を理解し、計算できる。
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10週 |
等速円運動 |
等速円運動の加速度と向心力を理解し、計算できる。
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11週 |
等速円運動 |
遠心力を理解し、計算できる。
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12週 |
単振動 |
単振動を理解し、速度と加速度を計算できる。
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13週 |
単振動 |
ばね振り子と単振り子を理解し、周期と振動数を計算できる。
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14週 |
万有引力 |
惑星の運動が万有引力で説明できることを理解し、万有引力を計算できる。
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15週 |
万有引力 |
万有引力による位置エネルギーを理解し、運動を計算できる。
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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6 |
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6 |
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6 |
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6 |
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | 前6 |
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2 |
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2 |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前1 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前1 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
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 |
質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 3 | 前1 |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前4 |
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5 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前4 |
運動の法則について説明できる。 | 3 | 前6 |
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 | 後1 |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後2 |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後3,後4 |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後3,後4 |
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14,後5,後6,後7 |
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8,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8,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10,前12 |
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 | 後9 |
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 | 後12,後13 |
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 | 後10,後11 |
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 | 後14 |
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 | 後15 |