物理Ⅰ

科目基礎情報

学校	東京工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	物理Ⅰ
科目番号	00540	科目区分	一般 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	電気工学科	対象学年	1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	高専テキストシリーズ　物理・上（森北出版）、物理問題集（森北出版）、レッツトライノート数学編（東京書籍）、物理ⅠＢβコース（中部日本教育文化会編集部）、セミナー物理基礎＋物理（第一学習社）
担当教員	大野 秀樹

到達目標

この授業を通じて物理的な見方・考え方を身に付け、自然現象を系統的、論理的に考えていく力を養っていく。物理学は工学を学ぶための極めて重要な基礎であり、多くの分野において欠かせない知識である。物理Ⅰでは、次のような到達目標を設定する。
【１】　変位、速度、加速度、等速直線・等加速度直線運動を説明できる。それらについて基本的な計算ができる。
【２】　力、質量、慣性の法則、運動方程式、作用反作用の法則を説明できる。それらについて基本的な計算ができる。
【３】　重力、万有引力、弾性力、摩擦力についての基本事項を説明できる。それらについて基本的な計算ができる。

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	達成レベルの目安（可）	未到達レベルの目安
評価項目1	変位、速度、加速度、等速直線・等加速度直線運動を説明できる。さらに法則を用いて具体的な計算ができる。	変位、速度、加速度、等速直線・等加速度直線運動を説明できる。それらについて基本的な計算ができる。	変位、速度、加速度、等速直線・等加速度直線運動を説明できる。	変位、速度、加速度、等速直線・等加速度直線運動を説明できない。
評価項目2	力、質量、慣性の法則、運動方程式、作用反作用の法則を説明できる。さらに法則を用いて具体的な計算ができる。	力、質量、慣性の法則、運動方程式、作用反作用の法則を説明できる。それらについて基本的な計算ができる。	力、質量、慣性の法則、運動方程式、作用反作用の法則を説明できる。	力、質量、慣性の法則、運動方程式、作用反作用の法則を説明できない。
評価項目3	重力、万有引力、弾性力、摩擦力についての基本事項を説明できる。さらに法則を用いて具体的な計算ができる。	重力、万有引力、弾性力、摩擦力についての基本事項を説明できる。それらについて基本的な計算ができる。	重力、万有引力、弾性力、摩擦力についての基本事項を説明できる。	重力、万有引力、弾性力、摩擦力についての基本事項を説明できない。

教育方法等

概要:

力学の基礎分野である「運動の表し方」、「力と運動の法則」、「一次元のいろいろな運動」について理解し、これら項目に関する基礎的な計算ができるようになることが目標である。

授業の進め方・方法:

講義形式で行うとともに２テーマの実験を予定している。実験後には実験レポートを作成し提出すること。また、演習問題は課題レポートとするので解答、自己採点を行い提出すること。

注意点:

評価割合の項目別では、それぞれ次の評価が行われる。「試験」は２回行われる試験の成績である。「レポート」は実験レポートと演習の課題レポートとの成績である。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス 中学での力学、ＳＩ単位と物理量	物理量とＳＩ単位系について理解できる。
		2週	速度、変位、加速度	速度、変位、加速度を理解できる。
		3週	実験【自由落下】	装置の使い方を理解して、安全に実験を行い実験データを取得する。
		4週	実験【自由落下】	３週目に続き、得られた実験データを表やグラフにまとめて結果を考察する。
		5週	等加速度直線運動	等加速度直線運動を理解し基本的な計算ができる。
		6週	運動の法則	力、質量の概念が理解できる。 運動の法則を理解できる。
		7週	物体に作用する力	重力、万有引力、弾性力について理解し基本的な計算ができる。
		8週	中間試験	前半で学習した内容の理解度を確認する。
	2ndQ
		9週	中間試験返却 運動方程式	中間試験の解説。 運動方程式について説明できる。
		10週	運動方程式	単純な運動について運動方程式が立てられる。
		11週	実験【一定の力が働く運動】	運動の法則の理解を深めるための実験を行う。
		12週	２物体の運動	一体運動する２物体について運動方程式を用いて解くことができる。
		13週	自由落下、鉛直投げ上げ運動	自由落下と鉛直投げ上げ運動を理解し、基本的な計算ができる。
		14週	摩擦力、摩擦力を受ける運動	垂直抗力、静止摩擦力、最大静止摩擦力、動摩擦力を理解し基本的な計算できる。また、摩擦を受ける基本的な運動について運動方程式を用いることができる。
		15週	本科目のまとめ	本授業のまとめ
		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	物理	速度と加速度の概念を説明できる。	3	前2
				平均の速度、平均の加速度に関する計算ができる。	3	前2
				等加速度直線運動の公式を用いて、物体の変位、時間、速度に関する計算ができる。	3	前5
				自由落下及び鉛直投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。	3	前13
				物体に作用する力を図示できる。	3	前7
				重力、弾性力、抗力、張力の概念を理解し、それぞれの力に関する計算ができる。	3	前7
				運動の三法則について説明できる。	3	前6
				運動方程式を用いて、物体に生じる加速度や物体にはたらく力などを求めることができる。	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14
				最大摩擦力に関する計算ができる。	3	前14
				動摩擦力に関する計算ができる。	3	前14
		物理実験	物理実験	実験の目的及び原理を説明できる。	3	前3,前4,前11
				整理整頓により実験環境を適切に保ち、手順に従って安全に実験ができる。（化学実験と共通）	3	前3,前4,前11
				実験条件やデータなどを正確に記録できる。（化学実験と共通）	3	前3,前4,前11
				適切なグラフを作成し、実験データ間の最も確からしい関係を見出すことができる。	3	前3,前4,前11

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	レポート	その他	合計
総合評価割合	75	0	0	0	25	0	100
基礎的能力	75	0	0	0	25	0	100
専門的能力	0	0	0	0	0	0	0
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0