概要:
今までに学習してきたニュートン力学を応用物理IAでは微分積分を用いて扱いより広範な物体の運動に適用できるようになる。さらに運動量と力積、運動エネルギーと仕事についての関係式を運動方程式を積分することにより導く。そして天体の運動を含む回転運動について運動方程式の解を求めて理解を深める。
授業の進め方・方法:
実験を二回予定しており実際の現象から離れることなく進める。グループで問題を考える時間を適宜設ける。また板書のノートを配布して写して書く時間を節約して考える時間を増やす。
注意点:
二年生までの力学をある程度理解しており、微分積分の基本運用ができることが望ましい。
| 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 | 物理 | 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1 |
| 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1 |
| 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2 |
| 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 |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | 前2 |
| 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4 |
| 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4 |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前3 |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前3 |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 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5 |
| 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3 |
| 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 |
| 運動の法則について説明できる。 | 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5 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 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 |
| 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 |
| 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12 |
| 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12 |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 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 | 前5 |
| 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 |
| 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 |
| 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12 |
| 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12 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前9 |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | 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10 |