到達目標
(ア)等加速度直線運動の式を使える。
(イ)着目している物体に働く力を挙げ、その物体に対する運動方程式を立てることができる。
(ウ)運動方程式を使って、直線上での物体の加速度や働く力を求めることができる。
(エ)重力、弾性力、万有引力、摩擦力について区別でき、状況に応じて使い分けることができる。
(オ)運動量と力積の関係を理解している。
(カ)物体の直線上での衝突を、運動量保存則を使って解くことができる。
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(ア) | 等加速度直線運動の式を使い,物体の運動に関する応用問題を解くことができる。 | 等加速度直線運動の式を使い,物体の運動に関する基礎問題を解くことができる。 | 等加速度直線運動の式を使い,物体の運動に関する基礎問題を解くことができない。 |
評価項目(イ) | 様々な力の公式・運動方程式を使い、物体の運動に関する応用問題を解くことができる。 | 様々な力の公式・運動方程式を使い、物体の運動に関する基礎問題を解くことができる。 | 様々な力の公式・運動方程式を使い、物体の運動に関する基礎問題を解くことができない。 |
評価項目(ウ) | 運動量原理・運動量保存則・反発係数を使い,物体の運動に関する応用問題を解くことができる。 | 運動量原理・運動量保存則・反発係数を使い,物体の運動に関する基礎問題を解くことができる。 | 運動量原理・運動量保存則・反発係数を使い,物体の運動に関する基礎問題を解くことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物理学は工学の基礎となる科目である。物理Ⅰでは、物理学の中でも最も重要な力学について学ぶ。特に本講義終了後には、様々な力を受けている物体の一次元的な運動について理解できることを目標とする。これを達成するには、様々な力、運動の法則、等加速度運動の取扱い方について理解することが重要である。講義・演習を通じて、定量的・理論的に物理現象を扱える能力を身に付ける。
授業の進め方・方法:
注意点:
「高専の物理問題集」は、講義中に演習問題として使うことが多いので必ず携帯すること。
選択必修の種別・旧カリ科目名
選択必修(理)
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
等速直線運動: 運動を表す量(速度と変位と時間)、速さと速度、平均の速度と瞬間の速度 |
運動を表す量(速度と変位と時間)、速さと速度、平均の速度と瞬間の速度を説明できる。
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2週 |
等加速度直線運動(1): 速度と加速度の意味、初速度・速度・加速度・時間・変位の関係 |
速度と加速度の意味、初速度・速度・加速度・時間・変位の関係を説明できる。
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3週 |
等加速度直線運動(2): 物体の等加速度運動、速度・加速度の単位、単位の換算 |
物体の等加速度運動、速度・加速度の単位を説明でき、単位の換算の計算ができる。
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4週 |
ニュートンの法則 : 第一法則(慣性の法則)、第二法則(運動方程式)、第三法則(作用反作用の法則) |
第一法則(慣性の法則)、第二法則(運動方程式)、第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。
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5週 |
ニュートンの法則 : 第一法則(慣性の法則)、第二法則(運動方程式)、第三法則(作用反作用の法則) |
第一法則(慣性の法則)、第二法則(運動方程式)、第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。
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6週 |
様々な力: 重力、万有引力、弾性力、摩擦力 |
重力、万有引力、弾性力、摩擦力を計算できる。
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7週 |
様々な直線運動 (1): 運動方程式の立て方とその応用、 |
運動方程式を立てることができ,目的の物理量を求めることができる。
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8週 |
様々な直線運動 (2): 鉛直方向の運動(自由落下運動、投げ上げ運動) |
鉛直方向の運動(自由落下運動、投げ上げ運動)を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
様々な直線運動 (2): 鉛直方向の運動(自由落下運動、投げ上げ運動) |
鉛直方向の運動(自由落下運動、投げ上げ運動)に関する問題を解くことができる。
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10週 |
様々な直線運動 (3): 連結した物体の運動 |
連結した物体の運動について,運動方程式を立て説明できる。
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11週 |
様々な直線運動 (3): 連結した物体の運動 |
連結した物体の運動について,運動方程式を立て,目的の物理量を求めることができる。
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12週 |
様々な直線運動 (4): 摩擦が働くときの運動、静止摩擦力、動摩擦力 |
摩擦が働くときの運動、静止摩擦力、動摩擦力を説明することができる。
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13週 |
様々な直線運動 (4): 摩擦が働くときの運動、静止摩擦力、動摩擦力 |
摩擦が働くときの運動に関する問題を解くことができる。
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14週 |
運動量: 運動量と力積、運動量保存則 |
運動量と力積の関係(運動量原理)、および、運動量保存則を説明できる。
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15週 |
前期のまとめ |
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16週 |
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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 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを知っている。 | 3 | |
与えられた基本的な問題を解くための適切なアルゴリズムを構築することができる。 | 3 | |
任意のプログラミング言語を用いて、構築したアルゴリズムを実装できる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 変数の概念を説明できる。 | 4 | |
データ型の概念を説明できる。 | 4 | |
代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。 | 4 | |
制御構造の概念を理解し、条件分岐を記述できる。 | 4 | |
制御構造の概念を理解し、反復処理を記述できる。 | 4 | |
プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。 | 4 | |
分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 与えられた問題に対してそれを解決するためのソースプログラムを、標準的な開発ツールや開発環境を利用して記述できる。 | 2 | |
フローチャートなどを用いて、作成するプログラムの設計図を作成することができる。 | 2 | |
ソフトウェア生成に利用される標準的なツールや環境を使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。 | 2 | |
問題を解決するために、与えられたアルゴリズムを用いてソースプログラムを記述し、得られた実行結果を確認できる。 | 2 | |
ソフトウェア開発の現場において標準的とされるツールを使い、生成したロードモジュールの動作を確認できる。 | 2 | |
評価割合
| 定期試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 50 | 20 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 50 | 20 | 30 | 100 |