速さと速度の違い、質量と加速度と力と加速度の関係、運動の三法則、仕事とエネルギーについて理解し、身の回りで起きている力学的な現象について簡単化し、計算して予測できる。
概要:
力学分野の基本となる速さ、速度、加速度、力と運動の概念や法則について質点系を中心に学ぶ。学習した内容について実験を通じて理解を深め、工学系で重要な実験の基礎技術（有効数字の扱い、グラフの書き方等）を習得する。
授業の進め方・方法:
座学に法則・公式などの確認実験を取り入れ、関連の演習問題を通じて理解を深める。理解を深めるためwebclassを活用する。
注意点:
授業の前後で予習・復習をしっかりすること。実験の時も、事前に内容を予習してくること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
速さ、単位変換、等速直線運動 |
速さ、単位変換、等速直線運動について理解し計算できる。
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| 2週 |
物理に必要な数学
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三角関数やベクトルの基本を理解できる。
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| 3週 |
変位、速さと速度、速度の合成 |
変位、速さと速度、速度の合成について理解し計算できる。
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| 4週 |
相対速度、加速度 |
相対速度、加速度について理解し計算できる。
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| 5週 |
等加速度直線運動、重力による運動１ |
等加速度直線運動、自由落下について理解し計算できる。
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| 6週 |
重力による運動、組み合わせの運動 |
鉛直方向の運動、水平投射、斜方投射について理解し計算できる。
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| 7週 |
前期中間試験 |
力学分野の運動の表し方の内容の基礎問題と基礎的応用問題が解ける。
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| 8週 |
振り返り |
不確かな部分を確認し、解法を理解できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
力、いろいろな力 |
力の種類と大きさを理解できる。
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| 10週 |
力の合成と分解、力のつり合い |
力の合成と分解、力のつり合いについて理解し計算できる。
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| 11週 |
慣性の法則、運動の法則 |
慣性の法則、運動の法則について理解し計算できる。
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| 12週 |
摩擦力、浮力、終端速度 |
摩擦力、浮力、終端速度について理解し計算できる。
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| 13週 |
実験 |
これまで取り扱った力学的事象の実験方法を理解しまとめることができる。
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| 14週 |
演習 |
演習問題を解くことができる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
力の内容の基礎問題と基礎的応用問題が解ける。
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| 16週 |
振り返り |
不確かな部分を確認し、解法を理解できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
仕事、仕事率 |
仕事、仕事率について理解し計算できる。
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| 2週 |
運動エネルギー |
運動エネルギーについて理解し計算できる。
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| 3週 |
保存力と位置エネルギー |
保存力、位置エネルギーについて理解し計算できる。
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| 4週 |
運動量と力積 |
運動量、力積について理解し計算できる。
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| 5週 |
運動量保存 |
運動量保存則について理解し計算できる。
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| 6週 |
実験 |
これまで取り扱った力学的事象の実験方法を理解しまとめることができる。
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| 7週 |
演習 |
演習問題を解くことができる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
仕事、エネルギーの内容の基礎問題と基礎的応用問題が解ける。
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| 4thQ |
| 9週 |
振り返り |
不確かな部分を確認し、解法を理解できる。
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| 10週 |
円運動 |
等速円運動の角速度、周期、加速度、向心力について理解し計算できる。
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| 11週 |
慣性力 |
慣性力について理解し計算できる。
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| 12週 |
単振動の変位、速度、加速度 |
変位、速度、加速度について理解し計算できる。
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| 13週 |
ばね振り子、単振り子 |
ばね振り子、単振り子について理解し計算できる。
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| 14週 |
万有引力 |
ケプラーの法則、万有引力について理解し計算できる。
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| 15週 |
万有引力による位置エネルギー |
万有引力による位置エネルギーについて理解し計算できる。
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| 16週 |
後期期末試験 |
円運動、単振動、万有引力の内容の基礎問題と基礎的応用問題が解ける。
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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。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 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 | |
| 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 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 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 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 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 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 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 | |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
| 力学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 | |