(1) 物体の運動を数式で表現できる。(2) 運動方程式について理解し,応用できる。(3) さまざまな物理量・保存法則の概念を理解して取り扱うことができる。(4) 物理法則を考えながら実験を行いレポートを作成することができる。
概要:
私たちの身の回りに起こる現象を理解し,それを応用してものを作るためには,自然現象の中に潜む法則を理解し整理することが必要である。さまざまな自然法則のうちで最も基本的なものは,力と運動に関するもの,電気や磁気に関するもの,波や光や音に関するもの,熱に関するものなどである。これらを扱うのが物理学である。物理Ⅰでは,広範囲にわたる物理学のうち,力と運動に関する分野…力学という…に絞って学ぶ。力学を最初に学ぶのは,他の分野のすべてにつながる最も重要な分野だからである。
授業の進め方・方法:
この授業では,力学のさまざまな現象を,数値や数式を用いて表現する方法を学ぶ。これらを学ぶことを通して,論理的かつ合理的なものの考え方を身につけることを目指す。毎回の講義に対応した演習問題集が配布される。これを用いて,講義を聴くことと問題を解く(自学自習する)ことを並行しながら学んでいく。
注意点:
評価については、評価割合に従って行う。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス
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単位と有効数字の概念を理解し,物理に適用できる
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2週 |
運動学1
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変位と速度を理解し,計算することができる
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3週 |
運動学2
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加速度を理解し,計算することができる
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4週 |
等加速度運動1
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水平方向の等加速度運動を理解し,計算することができる
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5週 |
等加速度運動2
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鉛直方向の等加速度運動を理解し,計算することができる
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6週 |
等加速度運動3
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水平投射運動と斜め投射運動を理解し,計算することができる
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7週 |
前期前半のまとめ |
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8週 |
前期中間演習
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2ndQ |
9週 |
力の表し方/力の合成と分解
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力の合成と分解および力のつりあいを理解し,計算することができる
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10週 |
さまざまな力
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重力,弾性力,抗力,浮力や圧力を理解し,計算することができる
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11週 |
運動の法則1
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運動方程式をたてて解くことができる
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12週 |
運動の法則2
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運動方程式をたてて解くことができる
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13週 |
運動の法則3
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運動方程式をたてて解くことができる
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14週 |
前期後半のまとめ
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15週 |
前期末演習
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
仕事と仕事率 |
仕事と仕事率を計算することができる
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2週 |
運動エネルギーと位置エネルギー
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運動エネルギーと位置エネルギーを理解し,計算することができる
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3週 |
力学的エネルギー保存則1 |
力学的エネルギー保存則を理解し,計算することができる
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4週 |
力学的エネルギー保存則2
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力学的エネルギー保存則を理解し,計算することができる
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5週 |
力学的エネルギー非保存 |
力学的エネルギー保存則が成立しない場合があることを理解し,計算することができる
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6週 |
物理実験演習
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力学的エネルギー保存則の実験準備,データの解析の仕方がわかる
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7週 |
後期前半のまとめ
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8週 |
後期中間演習 |
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4thQ |
9週 |
相対速度と合成速度 |
速度をベクトルとして理解し,計算することができる
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10週 |
運動量と力積 |
力積と運動量の関係を理解し,計算することができる
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11週 |
運動量保存則 |
平面上の衝突問題に運動量保存則を適用できる
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12週 |
反発係数
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衝突問題に反発係数を適用できる
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13週 |
運動量総合問題 |
運動量保存則と反発係数を用いた計算をすることができる
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14週 |
後期後半のまとめ |
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15週 |
後期末演習
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授業アンケート
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16週 |
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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 | 物理 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 前3 |
平均の速度、平均の加速度に関する計算ができる。 | 3 | 後2 |
直線及び平面運動において、速度をベクトルとして捉え、速度の合成・分解及び相対速度に関する計算ができる。 | 3 | 前4 |
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6 |
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 | |
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5 |
水平投射及び斜方投射した物体の変位、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できる。 | 3 | 前10 |
力の合成と分解ができる。 | 3 | 前10 |
質点にはたらく力のつりあいに関する計算ができる。 | 3 | 前12 |
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12 |
圧力、浮力について説明できる。 | 3 | 前10 |
運動の三法則について説明できる。 | 3 | |
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 | |
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の法則について説明でき、その法則を用いて、物体の速度や変位などを求めることができる。 | 3 | |
物体の質量と速度を用いて、運動量を求めることができる。 | 3 | |
物体の運動量変化が力積に等しいことを用いて、力積の大きさ、速度変化及び加わる平均の力などを求めることができる。 | 3 | |
運動量保存の法則について説明でき、その法則や反発係数を用いて、物体の衝突、分裂及び合体に関して、速度変化などを求めることができる。 | 3 | |