物理Ⅰ

科目基礎情報

学校 長野工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 物理Ⅰ
科目番号 0002 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: 2
開設学科 一般科 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:「初歩から学ぶ基礎物理学 力学I」大日本図書、「ニューグローバル 物理基礎+物理」東京書籍、「フォトサイエンス物理図録」数研出版 参考書:「グラフィック講義 力学の基礎」サイエンス社、「考える力学」学術図書出版社
担当教員 奥村 紀浩

目的・到達目標

力と運動の関係を理解し,運動の様子が説明できること.運動方程式によって物体の運動を数学的に記述し,解析できること.運動量保存則を用いて衝突現象を説明できること.仕事とエネルギーの概念を使って力学的エネルギー保存則を説明できること.これらの内容を満足することで,学習・教育目標の(C-1)の達成とする.

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力と運動の関係を理解し,基礎的な運動の様子が説明できる.基礎的な運動を解くことができる.基礎的な運動を解くことができない.
評価項目2運動方程式によって物体の運動を数学的に記述し,その運動を解析し,説明できる.運動方程式によって物体の運動を数学的に記述し,その運動を解くことができる.物体の運動を解くことができない.
評価項目3仕事とエネルギーの概念を使って力学的エネルギー保存則を説明できる.力学的エネルギー保存則の問題が解ける.力学的エネルギー保存則の問題が解けない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
物体の運動を数学的に記述できること,ならびに運動方程式を用いて解析できることを学び,力と運動の関係を理解する.また,運動量とエネルギーの基本的な概念を学習する.
授業の進め方と授業内容・方法:
・授業方法は,基本的に講義が中心となる.
・演習問題を授業中に課すので,時間内,あるいは次回までに解いておくこと.
・適時,レポート課題を課すので,期限内に提出すること.
注意点:
<成績評価>試験(70%),授業中の確認テストおよびレポート課題(30%)の合計100点満点で(C-1)を評価し,評価結果60点以上を合格とする.
<オフィスアワー>水曜日 16:00~17:00,電気電子・機械工学科棟3F 315一般科物理 奥村教員室
<先修科目・後修科目>先修科目:なし,後修科目:物理Ⅱ,科学演習・実験
<備考>自然現象を論理的に理解し,説明できる能力が求められる.このため数学的に記述する能力が必要となる.様々な現象に対して,自分の頭で考える訓練を積むことが大切である.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 物理量と単位 物理における単位の役割を理解し,長さ,質量,時間などの単位に関して説明できる.
2週 変位と速度,加速度 変位,速度,加速度を説明できる.
3週 等速直線運動と等加速度運動 速度および変位と時間との関係を示すグラフを描き,運動を説明できる.
4週 等加速度直線運動の応用 等加速度直線運動の問題を解くことができる.
5週 いろいろな力とその表し方 力をベクトルで表現し,重力,垂直抗力,摩擦力,張力,弾性力について説明できる.
6週 力の合成と分解,成分 力の合成と分解を理解し,成分を求めることができる.
7週 力のつり合いと作用・反作用 力のつりあいの条件を理解し,作用・反作用の法則と区別して説明できる.
8週 1〜7週の復習と理解度の確認 1〜7週の学習内容に関する総合的な問題を解くことができる.
2ndQ
9週 ニュートンの運動の3法則 運動の三つの法則を説明できる.
10週 運動方程式 運動方程式を理解し,なめらかな水平面上の運動に適用できる.
11週 質量と重さ 質量と重さを区別して理解し,慣性や重力加速度に関して説明できる.
12週 落体の直線運動 自由落下,鉛直投射などの落下運動を,運動方程式を用いて説明できる.
13週 摩擦力がはたらく運動 摩擦力を理解し,あらい水平面上の運動を,運動方程式を用いて説明できる.
14週 接触した複数の物体の運動 接触した二つ以上の物体が関わる運動を,運動方程式を用いて説明できる.
15週 糸でつながれた2物体の運動 糸でつながれた2物体の運動を,運動方程式を用いて説明できる.
16週 前期末達成度試験 前期の授業内容の理解の達成度を確かめる.
後期
3rdQ
1週 速度の合成と分解,成分,相対速度 速度の合成と分解を理解し,成分を求め,相対速度を説明できる.
2週 落体の放物運動 水平投射,斜方投射などの落下運動を,運動方程式を用いて説明できる.
3週 斜面上の運動 斜面上にある物体の運動を,運動方程式を用いて説明できる.
4週 仕事と仕事率 仕事と仕事率を説明できる.
5週 仕事の原理とエネルギー 仕事の原理を理解し,エネルギーを説明できる.
6週 運動エネルギーと位置エネルギー 運動エネルギー,重力による位置エネルギー,弾性力による位置エネルギーを求めることができる.
7週 力学的エネルギー保存則 力学的エネルギー保存則を説明できる.
8週 1〜7週の復習と理解度の確認 1〜7週の学習内容に関する総合的な問題を解くことができる.
4thQ
9週 エネルギー保存則の応用(1) 力学的エネルギー保存の法則を用いて,重力や弾性力がはたらく様々な運動を説明できる.
10週 エネルギー保存則の応用(2) 力学的エネルギー保存の法則を用いて,重力や弾性力がはたらく様々な運動を説明できる.
11週 力積と運動量 力積と運動量の関係を説明できる.
12週 運動量保存則 運動量保存則を導き,これを用いて直線上の衝突現象を説明できる.
13週 平面上の衝突現象 運動量保存則を用いて,平面上の衝突現象を説明できる.
14週 物体の合体と分裂 運動量保存則を用いて,物体の合体と分裂を説明できる.
15週 反発係数 反発係数を理解し,壁や床との衝突,2物体の衝突に適用できる.
16週 学年末達成度試験 1年間の授業内容の理解の達成度を確かめる.

評価割合

試験小テスト平常点レポートその他合計
総合評価割合7000300100
配点7000300100