科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 物理
科目番号 0029 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義・演習 単位の種別と単位数 履修単位: 3
開設学科 電気電子システム工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 3
教科書/教材 「総合物理1」「総合物理2」数研出版、「改訂版 リードα 物理基礎・物理」数研出版
担当教員 鈴木 三男

到達目標

① 物理学の基本的な概念や原理・法則を理解する。
② 物理学的な考え方を習得する。

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各授業項目の内容を理解し、応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
力学、熱力学、波動の基礎を学ぶ。
授業の進め方・方法:
小テスト、課題を頻繁に実施するので、教科書を参考に自学自習しておくこと。
各章ごとにノート提出があるので、普段から問題集を解いておくこと。
注意点:
定期試験では50分間の試験を実施する。
授業および定期試験では関数電卓を使用するので各自準備すること。
課題プリントや提出用ノートは提出期限内に提出すること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 熱と物質 温度、比熱、熱量保存則について理解する
2週 熱と物質 潜熱、熱と仕事の関係について理解する
3週 熱と気体 ボイル・シャルルの法則、状態方程式について理解する
4週 熱と気体 気体分子の運動について理解する
5週 気体の状態変化 気体の内部エネルギー、熱力学第一法則について理解する
6週 気体の状態変化 定積・定圧・等温・断熱変化について理解する
7週 気体の状態変化 モル比熱について理解する
8週 熱機関 不可逆変化、熱効率について理解する
2ndQ
9週 問題演習 演習を通して熱に関する理解を深める
10週 波の性質 波の要素、正弦波の式について理解する
11週 波の性質 縦波・横波について理解する
12週 波の伝わり方 重ね合わせの原理、定常波について理解する
13週 波の伝わり方 波の干渉、反射、屈折、回折について理解する
14週 問題演習 演習を通して波に関する理解を深める
15週 まとめ 前期に学んだ内容を総括する
16週
後期
3rdQ
1週 音波 音の性質、音の伝わり方について理解する
2週 音波 弦の固有振動、気柱の共鳴について理解する
3週 音波 ドップラー効果について理解する
4週 光波 光の性質、光の進み方について理解する
5週 光波 レンズ、写像公式について理解する
6週 光波 光の干渉、ヤングの実験、回折格子について理解する
7週 光波 ニュートンリングについて理解する
8週 等速円運動と単振動 角速度、周期、向心力について理解する
4thQ
9週 等速円運動と単振動 慣性力、遠心力について理解する
10週 等速円運動と単振動 単振動の変位、復元力について理解する
11週 万有引力 万有引力の法則について理解する
12週 万有引力 万有引力の下での物体の運動について理解する
13週 剛体の回転運動 慣性モーメント、回転の運動方程式について理解する
14週 剛体の回転運動 角運動量、角運動量保存則について理解する
15週 まとめ 1年間で学んだ内容を総括する
16週

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速度と加速度の概念を説明できる。3
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。3
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
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
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
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
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
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
運動の法則について説明できる。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
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
角運動量を求めることができる。3
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
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
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
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
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
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
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
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。3
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
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
気体の内部エネルギーについて説明できる。3
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
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
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
熱機関の熱効率に関する計算ができる。3
波動波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。3
横波と縦波の違いについて説明できる。3
波の重ね合わせの原理について説明できる。3
波の独立性について説明できる。3
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。3
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。3
ホイヘンスの原理について説明できる。3
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。3
弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。3
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。3
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。3
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。3
自然光と偏光の違いについて説明できる。3
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。3
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。3
電気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
クーロンの法則が説明できる。3
クーロンの法則から、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
電場・電位について説明できる。3
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
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
ジュール熱や電力を求めることができる。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
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
波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
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
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
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

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合702001000100
基礎的能力702001000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000