物理学I

科目基礎情報

学校 石川工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 物理学I
科目番号 20041 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電子情報工学科 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 佐藤文隆ほか「物理基礎 新訂版」「物理 新訂版」(実教出版)/「エクセル物理 総合版 物理基礎+物理」(実教出版)
担当教員 古崎 広志

到達目標

1. 力と速度と加速度を理解できる
2. 運動の諸法則を理解できる
3. 仕事を理解できる
4. 力学的エネルギーとその保存則を理解できる
5. 熱量の保存と比熱について理解できる
6. 運動量とその保存則を理解できる
7. 剛体を理解できる

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
到達目標 項目1,2,7概念,関連する物理量,法則などが十分理解できており,応用的な問題も解ける.概念,関連する物理量,法則などが理解できており,基礎的な問題は解ける.概念,関連する物理量,法則などが理解できておらず,基礎的な問題も解けない.
到達目標 項目3,4,6概念,関連する物理量,法則などが十分理解できており,応用的な問題も解ける.概念,関連する物理量,法則などが理解できており,基礎的な問題は解ける.概念,関連する物理量,法則などが理解できておらず,基礎的な問題も解けない.
到達目標 項目5概念,関連する物理量,法則などが十分理解できており,応用的な問題も解ける.概念,関連する物理量,法則などが理解できており,基礎的な問題は解ける.概念,関連する物理量,法則などが理解できておらず,基礎的な問題も解けない.

学科の到達目標項目との関係

本科学習目標 1 説明 閉じる
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教育方法等

概要:
人類は自然現象の中に存在する法則を発見し,それを応用して文明を築いてきた.物理学はその中心的役割を果たしてきている.物理学 I では力と運動に関する現象を中心に,その現象と物理量を言葉や式で表現する.また,数式で表現された物理量から現象を理解する.こうして技術者としての基礎学力を養い,さまざまな工学的な課題の解決方法を習得することを目的とする.
授業の進め方・方法:
【授業の進め方など】板書により授業を進めるが,実験(3回実施予定)や問題演習にも取り組んでもらう.
【事前事後学習など】授業内容の復習のための宿題を与える.
【関連科目】基礎数学 A、基礎数学 B、化学 I
注意点:
【評価方法・評価基準】成績の評価基準として学年末の成績が 50 点以上で合格とする.
 中間試験,前期末試験,学年末試験を実施した上で下記の割合で前期末と学年末の成績を算出する.
 前期末:中間試験(45%), 前期末試験(45%),宿題・実験(10%)
 学年末:後期だけの成績を前期末と同じ割合で算出し,前・後期の成績を平均して算出する

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 速度 速度を理解できる
2週 加速度 加速度を理解できる
3週 等加速度直線運動 速度と加速度を理解できる
4週 自由落下の実験 自由落下する物体の速度の変化を調べる
5週 重力による運動 速度と加速度を理解できる
6週 力を理解できる
7週 力のつり合い 力を理解できる
8週 前期中間試験の解答と復習
摩擦力
1~7週の授業内容に関する問題が解ける
力を理解できる
2ndQ
9週 摩擦力 力を理解できる
10週 いろいろな力、圧力、浮力 力を理解できる
11週 慣性の法則 運動の諸法則を理解できる
12週 運動方程式 運動の諸法則を理解できる
13週 運動方程式の応用 運動の諸法則を理解できる
14週 復習と演習 8~13週の授業内容に関する問題が解ける
15週 前期復習 8~13週の授業内容に関する問題が解ける
16週
後期
3rdQ
1週 仕事 仕事を理解できる
2週 運動エネルギー 力学的エネルギーを理解できる
3週 位置エネルギー 力学的エネルギーを理解できる
4週 力学的エネルギー保存の法則 力学的エネルギーとその保存則を理解できる
5週 熱エネルギー 熱量の保存と比熱について理解できる
6週 比熱の実験 水熱量計を用いた測定により金属の比熱を求める
7週 復習と演習 1~6週の授業内容に関する問題が解ける
8週 後期中間試験の解答と復習
運動量
1~6週の授業内容に関する問題が解ける
運動量を理解できる
4thQ
9週 運動量と力積 運動量を理解できる
10週 運動量の保存 運動量とその保存則を理解できる
11週 運動量と力学的エネルギー 運動量とその保存則を理解できる
12週 運動量保存の実験 2台の台車を衝突させ,衝突前後の運動量の変化を調べる
13週 剛体の力学 I 剛体を理解できる
14週 剛体の力学 II 剛体を理解できる
15週 後期復習 8~14週の授業内容に関する問題が解ける
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前1,前2
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
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
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
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。2
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
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。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
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
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。2
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。2
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。2
安全を確保して、実験を行うことができる。2
実験報告書を決められた形式で作成できる。2
有効数字を考慮して、データを集計することができる。2
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。2
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

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合90000010100
基礎的能力90000010100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000