概要:
近年の急激に進歩した技術は、我々の生活の隅々に入り込み個人の能力を飛躍的に増大してくれました。しかしその一方、それらの技術は「ブラックボックス化」し、その真の姿(原理)が見えにくくなっています。そのため、このような時代・世界において、特に技術者が責任ある行動や決断を行うためには、背景にある科学的原理を理解する事によって、自分自身の理解力、洞察力を高めることが必要になっています。2年次の物理はあらゆる専門科目の基礎であると同時に、科学の基本的方法を学ぶことを目的としています。具体的には
(1)自然の性質(実験事実)を数式によって理解すること：数理的理解
(2)物理学を理解することで自然界のいろいろな現象を統一的に説明できること：普遍性の理解
です。そのためには、科学の理解とは、単なる問題の解答を見つける能力と異なる事を認識し、疑問を持ち、自ら間違いを訂正する能力を訓練してもらいたいと思います。
授業の進め方・方法:
物理学では、「理解する」ということがどういうことかを理解できないと困ります。したがって授業中にこちらから質問を投げかけますので、それに答えられるように授業の内容を「理解」していくことが重要です。そのため、授業中のノートは短時間でとり、「聞くこと」を要求します。また講義中には、学生の発言に関し配点を与える場合もあります。また、数式をより深く理解するために実験が設定されていますので、しっかりと準備をして集中して取り組んでください。
注意点:
関連科目
・物理Ⅰ
・数学
学習指針
・事前学習：あらかじめ講義内容に該当する部分の教科書を読み、理解できるところ、理解できないところを明らかにしておく。
・事後発展学習：単元ごとに宿題を課すので、問題集や教科書の指定された問題を解き、次の授業時に提出すること。また、実験を行った際にはその内容をレポートにまとめ、次の授業時に提出すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
仕事，運動エネルギー |
力と仕事，運動エネルギーが理解できる。
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| 2週 |
位置エネルギー
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万有引力，重力，ばねの弾性力等の位置エネルギーが理解できる。
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| 3週 |
力学的エネルギー保存則
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力学的エネルギー保存の法則が理解できる。
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| 4週 |
ベクトルとスカラー
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ベクトルの演算法則が理解できる。成分表示のため三角比の基本演算が理解できる。
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| 5週 |
物体の運動(2次元) |
平面内の2物体の相対速度，合成速度が理解できる。
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| 6週 |
運動方程式(2次元)① |
平面の運動方程式，放物運動が理解できる。
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| 7週 |
運動方程式(2次元)② |
平面の運動方程式，斜面上の物体の運動が理解できる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
第7週までに学んだことをまとめ、整理する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
等速円運動① |
弧度法を理解し，角速度，周期，振動数が理解できる。
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| 10週 |
等速円運動② |
ケプラーの法則と運動方程式の関係が理解できる。
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| 11週 |
剛体の力学① |
力のモーメントの公式の説明とそれを使った計算ができる。
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| 12週 |
剛体の力学② |
剛体の釣り合いの原理を理解し，その計算ができる。
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| 13週 |
流体の力学① |
圧力に関わる公式の説明とそれを使った計算ができる。
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| 14週 |
流体の力学② |
浮力に関わる公式の説明とそれを使った計算ができる。
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| 15週 |
前期末試験
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問題を解答することができる。理解が不十分な点を解消する。
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| 16週 |
熱力学の基礎① |
絶対温度の定義と熱の正体が説明できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱力学の基礎② |
熱と仕事の関係の公式が説明でき，それを使った計算ができる。
熱容量と比熱の定義の説明と計算ができる。
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| 2週 |
熱力学の基礎③ |
固定の比熱の測定実験を行う。
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| 3週 |
熱力学の原理① |
理想気体の状態方程式などの気体法則の公式が説明でき，それらを使った計算ができる。気体分子運動論の原理と計算について理解できる。
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| 4週 |
熱力学の原理② |
熱力学第一法則を理解し，断熱，定積，定圧，等温の各過程の物理量を計算できる。
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| 5週 |
熱力学の原理③ |
サイクルを理解し，その計算ができる。
熱力学第二法則の原理を理解し，それに関連する説明や計算ができる。
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| 6週 |
波動現象の基礎 |
直線上の波の考え方を理解し，波の基本公式を使った計算ができる。縦波と横波について理解でき，グラフの読み取りができる。
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| 7週 |
波動と数式 |
正弦波の公式の原理が理解でき，グラフの読み取りや計算ができる。定常波の原理が理解でき，作図及びそれに関連する計算ができる。
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| 8週 |
中間試験 |
問題を解答することができる。理解が不十分な点を解消する。
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| 4thQ |
| 9週 |
空間に広がる波① |
回折，干渉，反射の原理と証明を理解し，公式を用いた計算ができる。
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| 10週 |
空間に広がる波② |
屈折の原理と証明を理解し，公式を用いた計算ができる。
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| 11週 |
音波① |
音波の基本とうなりについて理解し，その計算ができる。
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| 12週 |
音波② |
音の固有振動が成立する条件を理解し，その計算ができる。
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| 13週 |
音波③ |
気柱共鳴よ音叉の振動数の測定実験を行う。
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| 14週 |
音波④ |
ドップラー効果について理解し、その計算ができる。
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| 15週 |
学年末試験 |
問題を解答することができる。理解が不十分な点を解消できる。
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| 16週 |
まとめ |
物理IIの学習内容を振り返ることができる。
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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 | 力学 | 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 | 前5 |
| 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 | 前4,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。 | 3 | 前6 |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前4,前6,前7 |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前4,前6,前7 |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前6,前7,前13,前14 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前6,前7 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前2 |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前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。 | 3 | 前3 |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | 前9 |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前2 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前11,前12 |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 前12 |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | |
| 熱 | 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。 | 3 | 前16 |
| 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 | 前16 |
| 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 | 後1,後2 |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | 後1,後2 |
| 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 | 前16 |
| ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 3 | 後3 |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | 後3 |
| 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | 後4 |
| 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。 | 3 | 後5 |
| 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。 | 3 | 後5 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | 後5 |
| 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | 後6 |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | 後6 |
| 波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | 後6,後7 |
| 波の独立性について説明できる。 | 3 | 後6,後7 |
| 2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 3 | 後7,後9 |
| 定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 3 | 後7,後12,後13 |
| ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | 後9,後10 |
| 波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。 | 3 | 後9,後10 |
| 弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。 | 3 | 後12 |
| 気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。 | 3 | 後12,後13 |
| 共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | 後12,後13 |
| 一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。 | 3 | 後14 |
| 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。 | 3 | 後2,後6,後13 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 後2,後6,後13 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 後2,後6,後13 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 後2,後6,後13 |
| 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 | 後2 |
| 波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 | 後6,後13 |