到達目標
（１） 物体の運動を理解し、数式を用いて説明出来ること
（２） 運動量と力学的エネルギーを理解し、現実世界の問題を解くことができる
（３） 等速円運動・単振動が数学的に同等に取り扱えることを理解し、問題を解くことができる
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1
物体の運動の理解 | 物体の運動を理解し、具体的な問題を解くことができる | 物体の運動を理解し、数式を用いて説明できる | 物体の運動を理解し、数式を用いて説明できない |
| 評価項目2
運動量と力学的エネルギーの理解 | 運動量保存則と力学的エネルギー保存則を理解し、物体の運動状態を計算で求めることができる | 物体の運動状態によってその力学的エネルギーの形態が異なることを理解し、基本的な問題を解くことができる | 運動量と力学的エネルギーが区別できず、それぞれを計算できない |
| 評価項目3
等速円運動と単振動の理解 | 等速円運動と単振動が数学的に同等に取り扱えることを理解し、物体の運動を計算で求めることができる | 等速円運動と単振動が数学的に同等に取り扱えることを定性的に理解し、説明することができる | 等速円運動と単振動を区別できず、それぞれを計算できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
【開講学期】春学期週2時間、夏学期週2時間
「力学Ⅱ」では1年生で学んだ数学の知識と物理学とをリンクさせ、力学の重要な概念である「運動量」、「力学的エネルギー」について理解することを目標とする。2次関数、三角関数と力学を結びつけて運動を学ぶほか、仕事と力学的エネルギーの関係についても理解する。
授業の進め方・方法:
この科目は秋・冬学期の「エネルギー物理学Ⅰ」を履修するための準備段階として位置づけ、数学の重要概念である2次関数と三角関数を物理学に適用することを目標に行う。1年生で学んだ数学を多用しつつ、物理学との関連性が分かるように授業を進める。
到達度試験70%、課題・小テスト等30%として評価を行い、総合評価は100点満点として、60点以上を合格とする。
注意点:
「力学I」のほか、1年生で学んだ数学（基礎数学）を理解していることが前提条件である。理解が十分でなければよく復習をして知識を確固たるものとすること。数学と物理学の概念を関係づけるためには、たくさんの演習問題を解くことが重要な意味をもつ。また、教員に質問する、自分で調査するといった、疑問を解決する手段を身につけ、活用できることを期待する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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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、直線運動の速度 |
直線運動の速度を理解できる
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| 2週 |
直線運動の加速度と重力による運動 |
直線運動の加速度を理解できる
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| 3週 |
平面運動の速度・加速度 |
平面運動の速度・加速度を理解できる
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| 4週 |
放物運動 |
水平投射、斜方投射を理解できる
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| 5週 |
力のつり合いと作用・反作用の法則 |
力のつり合い、作用・反作用の法則を理解できる
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| 6週 |
いろいろな力とニュートンの運動の法則 |
ニュートンの運動の法則を理解できる
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| 7週 |
運動方程式の応用 |
いろいろな力が働く状況における物体の直線運動の計算ができる
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| 8週 |
到達度試験（答案返却とまとめ） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
仕事、運動エネルギー、位置エネルギー |
仕事と力学的エネルギーの概念を理解できる
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| 10週 |
力学的エネルギー保存の法則 |
力学的エネルギー保存の法則を理解できる
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| 11週 |
運動量と力積 |
運動量と力積を理解できる
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| 12週 |
運動量保存 |
運動量保存の法則を理解できる
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| 13週 |
等速円運動 |
等速円運動を理解できる
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| 14週 |
単振動 |
単振動を理解できる
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| 15週 |
演習（等速円運動と単振動） |
等速円運動と単振動の問題を解くことができる
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| 16週 |
到達度試験（答案返却とまとめ） |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 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 | |
| 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 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 2 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 2 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 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。 | 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。 | 2 | |
| 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 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 2 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 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 | |
| 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 | |
評価割合
| 到達度試験 | 小テスト・課題等 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |