物理Ⅰ

科目基礎情報

学校 沼津工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 物理Ⅰ
科目番号 2021-541 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 制御情報工学科 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 初歩から学ぶ基礎物理学・力学1(大日本図書),力学問題集(大日本図書)。この他に,本校オリジナルの問題集を配布する。
担当教員 住吉 光介,駒 佳明,設楽 恭平

目的・到達目標

(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。

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物体の運動を数式で表現して計算できる。物体の運動を数式で表現できる。物体の運動を数式で表現できない。
評価項目2運動方程式について理解して計算できる。運動方程式について理解している。運動方程式について理解していない。
評価項目3様々な物理量・保存法則の概念を理解して取り扱うことができる。基礎的な物理量・保存法則の概念を理解して取り扱うことができる。基礎的な物理量・保存法則の概念を理解して取り扱うことができない。

学科の到達目標項目との関係

【本校学習・教育目標(本科のみ)】 2 説明 閉じる

教育方法等

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。
授業の進め方と授業内容・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:
試験の通算平均成績で評価することが基本である。全体の期間を通じた平均評価が満点の60%に達したものを合格とする。試験の点数以外に,授業学習の履歴・課題の提出・演習問題の記録などの評価を,該当する期間の評価に加味することがある。各回の定期試験で合格点に満たない者には課題を与えて達成度を確認することにより合格最低点を限度として該当の回について加点することがある。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス
2週 運動学1
単位と有効数字の概念を理解し,物理に適用できる
3週 運動学2
速度,変位,加速度を理解し,計算することができる
4週 等加速度運動1
等加速度運動を理解し計算できる
5週 等加速度運動2
重力による落下運動を理解し計算できる
6週 等加速度運動3
重力による落下運動を,水平投射運動,斜め投射運動に適用できる
7週 前期前半のまとめ
8週 前期中間演習
2ndQ
9週 力と運動
加速度と力の関係を理解し計算できる
10週 力と運動
力の合成と分解および力のつりあいを理解し計算できる
11週 力と運動
抗力,弾性力について理解し計算することができる
12週 力と運動
摩擦力について理解し計算することができる
13週 力と運動
物理の諸問題に三角比を適用することができる
14週 運動方程式
1物体に対して運動方程式をたてることができる
15週 運動方程式
2物体に対して運動方程式をたてることができる
16週
後期
3rdQ
1週 運動学3 ベクトルの概念を理解し,物理に適用できる
2週 運動学4
速度の分解と合成を理解し計算できる
3週 運動量保存則1 力積と運動量の関係を理解し計算できる
4週 運動量保存則2
直線上の衝突問題に対して運動量保存則と適用できる
5週 運動量保存則3
衝突問題に反発係数を適用できる
6週 運動量保存則4
平面上の衝突問題に対して運動量保存則を適用できる
7週 後期中間演習
8週 エネルギー保存則 仕事と仕事率を計算できる
4thQ
9週 エネルギー保存則 運動エネルギーの計算ができ,仕事と運動エネルギーの関係を物理的な諸状況に適用できる
10週 エネルギー保存則 位置エネルギーの概念を理解し,重力の位置エネルギーと弾性力の位置エネルギーを計算できる
11週 エネルギー保存則 力学的エネルギー保存則を理解し,諸問題に適用できる
12週 エネルギー保存則
力学的エネルギー保存則の実験を理解し,データの解析の仕方がわかる
13週 エネルギー保存則 摩擦のある系に対して力学的エネルギー保存則の概念を適用できる
14週 エネルギー保存則 複数の物体を含む系に対して力学的エネルギー保存則の概念を適用できる
15週 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力学速度と加速度の概念を説明できる。2前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。2後2
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。2前4
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。2前6
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。2
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。2前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。2前5
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。2前6
物体に作用する力を図示することができる。2前10
力の合成と分解をすることができる。2前10
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。2前12
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。2前12
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。2前10
慣性の法則について説明できる。2
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。2
運動方程式を用いた計算ができる。2
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。2
運動の法則について説明できる。2
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。2
最大摩擦力に関する計算ができる。2
動摩擦力に関する計算ができる。2
仕事と仕事率に関する計算ができる。2
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。2
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。2
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。2
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。2
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。2
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。2
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。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

評価割合

到達度確認テスト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10000000100
基礎的能力10000000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000