・The class allows the students to acquire scientific ways of thinking through understanding basic concepts, principles, and laws in physics, which is the foundation of science and engineering.
・The class allows the students to be able to explain the position, velocity, and acceleration of an object in simple harmonic motion and the energy due to gravitational force by using derivatives and integrals.
・The class allows the students to acquire a basic knowledge of earth science for working in engineering with consideration for the environment.
・The class allows the students to be able to compile data considering significant figures and to prepare experiment reports in a specified format through physics experiments.
概要:
In this class:
・Learns subjects of mechanics, continuing from Physics I.
・Learns subjects of heat, waves, sound, and light.
・Leanrs an overview of the earth, its interior and activities, the atmosphere, and the ocean.
In physics experiments:
・Compiles data considering significant figures and prepares experiment reports in a specified format.
・Performs the basic operations of measuring instruments while securing safety.
・Develops the ability to work cooperatively with others in their assigned role and to work as a team to solve problems considering their own and others' behavior.
授業の進め方・方法:
・The class will proceed in a lecture style using the textbook and materials prepared by the instructor.
・Quizzes will be given to confirm the students' understanding of the principles and laws studied in class. The students are expected to prepare notebooks for review for solving again the regular examinations, etc. They are required to submit their notebooks as necessary.
・The students are expected to understand and practice the ways of thinking necessary for physics, experimental methods, and how to write experiment reports through the experiments.
注意点:
・The students will be evaluated based on the regular examinations at 80% and portfolios (quizzes, submissions, homework, etc.) at 20% in both the first and second semesters.
・No supplementary examination will be given after each regular examination. For taking a makeup examination, it is necessary to submit a document to the student affairs office and to consult with the insructor about the schedule, and a makeup examination will be given only after this procedure is completed.
・In addition to the regular examinations, Computer Based Testing (CBT) is scheduled to be conducted in the second semester. The date and scope of the examination will be announced as soon as they are determined.
・Announcements about the class will be given via Microsoft "Teams." It is thus necessary to memorize your ID and password for logging in. If the class is to be conducted online, it will be done by Teams.
・Office hours: every Thursday after school ～ 5:00 p.m.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
Circular motion |
Can perform basic calculations on angular velocity, period, the number of rotations, velocity, and acceleration of an object in a circular motion. D1:1-3
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| 2週 |
Centripetal force, inertial force, centrifugal force |
Can explain a centripetal force on an object in uniform circular motion and perform basic related calculations. D1:1-3
Can explain inertial force and centrifugal force and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 3週 |
Simple harmonic motion |
Can perform basic calculations on simple harmonic motion. D1:1-3
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| 4週 |
Spring pendulum, simple pendulum |
Can perform basic calculations on spring pendulums and simple pendulums. D1:1-3
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| 5週 |
Universal gravitation |
Can explain the law of universal gravitation and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 6週 |
Potential energy due to universal gravitation
Calculations on simple harmonic motion using differentiation and integration
Calculations on universal gravitation using integration |
Can explain potential energy due to universal gravitation and perform basic related calculations. D1:1-3
Can use differentiation and integration for basic calculations related to simple harmonic motion and universal gravitation. D1:1-2
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| 7週 |
Exercises 1 |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 8週 |
First semester midterm exam |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 2ndQ |
| 9週 |
Returning the exam results, Heat and the amount of heat |
Can explain heat and the amount of heat and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 10週 |
Heat and states of matter.
Heat and work |
Can explain heat and states of matter, and heat and work, and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 11週 |
Experiment 1 |
Understands how to handle experimental and measuring instruments, and can perform their basic operations while securing safety. Can also compile data considering significant figures and prepare experiment reports in a specified format. B3:1-3，D1:1-3，E6:1-3
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| 12週 |
Irreversible changes
Heat engines |
Can explain irreversible changes and heat engines and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 13週 |
Wave propagation
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Can perform basic calculations on wavelength, period, frequency, and velocity of waves. D1:1-3
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| 14週 |
Transverse and longitudinal waves
Phase
Independence of waves
Superposition of waves |
Can explain transverse and longitudinal waves. D1:1-3
Can explain the independence and superposition of waves. D1:1-3
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| 15週 |
Exercises 2 |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 16週 |
First semester final exam, Returning the exam results |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
Free-end and fixed-end reflections
Interference, diffraction, reflection, and refraction of waves |
Can explain free-end and fixed-end reflections, perform basic related calculations, and make related drawings. D1:1-3
Can explain Huygens' principle. D1:1-3
Can explain the properties of waves (interference, diffraction, reflection, refraction) and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 2週 |
Sound waves, Speed of sound, Three elements of sound |
Can explain sound waves, speed of sound, and the three elements of sound and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 3週 |
Properties of sound waves (interference, diffraction, reflection, refraction)
Beats |
Can explain the properties of sound waves (interference, diffraction, reflection, refraction) and beats, and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 4週 |
Resonance, sound resonance, natural vibration of strings |
Can explain and give specific examples of resonance and sound resonance. D1:1-3
Can explain the natural vibration of strings, perform basic related calculations, and make related drawings. D1:1-3
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| 5週 |
Natural vibration of tubes |
Can explain the natural vibration of tubes, perform basic related calculations, and make related drawings. D1:1-3
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| 6週 |
Doppler effect |
Can explain the Doppler effect and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 7週 |
Exercises 3 |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 8週 |
Second semester midterm exam |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 4thQ |
| 9週 |
Returning the exam results, Properties of light (1) (speed of light, reflection and refraction, total reflection, polarization) |
Can explain the speed of light, reflection and refraction, and total reflection, perform basic related calculations, and make drawings. D1:1-3
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| 10週 |
Properties of light (2) (spectrum and dispersion of light; scattering, diffraction, and interference of light) |
Can explain the spectrum and dispersion of light; scattering, diffraction, and interference of light, and perform basic related calculations. D1:1-3
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| 11週 |
Experiment 2 |
Understands how to handle measuring instruments, etc., and can perform their basic operations while securing safety. Can also compile data considering significant figures and prepare experiment reports in a specified format. B3:1-3，D1:1-3，E6:1-3
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| 12週 |
Overview of the earth |
Can explain an overview of the earth. D1:1-3
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| 13週 |
Earth's interior and activities |
Can explain the earth's interior and its activities. D1:1-3
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| 14週 |
Atmosphere and the ocean |
Can explain the atmosphere and the ocean. D1:1-3
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| 15週 |
Exercises 4 |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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| 16週 |
Second semester final exam, Returning the exam results |
Can use the contents learned up to this point in a combined manner, understanding significant figures. D1:1-3
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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 | 周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | 前3,前7,前8 |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | 前3,前4,前6,前7,前8 |
| 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1,前2,前7,前8 |
| 万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | 前5,前7,前8 |
| 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5,前6,前7,前8 |
| 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9,前15,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9,前15,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 | 前9,前15,前16 |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | 前9,前15,前16 |
| 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10,前15,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 | 前10,前15,前16 |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | 前10,前15,前16 |
| 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 | 前10,前15,前16 |
| 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 | 前12,前15,前16 |
| 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 | 前12,前15,前16 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | 前12,前15,前16 |
| 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 | 前13,前15,前16 |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | 前14,前15,前16 |
| 波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | 前14,前15,前16 |
| 波の独立性について説明できる。 | 3 | 前14,前15,前16 |
| 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1,後7,後8 |
| 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1,後7,後8 |
| ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | 後1,後7,後8 |
| 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1,後3,後7,後8 |
| 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2,後4,後7,後8 |
| 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5,後7,後8 |
| 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4,後7,後8 |
| 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6,後7,後8 |
| 自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | 後9,後15,後16 |
| 光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | 後9,後15,後16 |
| 波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 3 | 後10,後15,後16 |
| 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 | 前11,後11 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 前11,後11 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 前11,後11 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 前11,後11 |
| 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。 | 3 | 前11,後11 |
| 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 | 前11,後11 |
| 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 | 前11,後11 |
| 光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 | 前11,後11 |
| 電磁気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 | 前11,後11 |
| 電子・原子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 | 前11,後11 |
| ライフサイエンス/アースサイエンス | ライフサイエンス/アースサイエンス | 太陽系を構成する惑星の中に地球があり、月は地球の衛星であることを説明できる。 | 3 | 後12,後15,後16 |
| 地球は大気と水で覆われた惑星であることを説明できる。 | 3 | 後12,後15,後16 |
| 陸地および海底の大地形とその形成を説明できる。 | 3 | 後12,後15,後16 |
| 地球の内部構造を理解して、内部には何があるか説明できる。 | 3 | 後13,後15,後16 |
| マグマの生成と火山活動を説明できる。 | 3 | 後13,後15,後16 |
| 地震の発生と断層運動について説明できる。 | 3 | 後13,後15,後16 |
| 地球科学を支えるプレートテクトニクスを説明できる。 | 3 | 後13,後15,後16 |
| プレート境界における地震活動の特徴とそれに伴う地殻変動などについて説明できる。 | 3 | 後13,後15,後16 |
| 大気圏の構造・成分を理解し、大気圧を説明できる。 | 3 | 後14,後15,後16 |
| 大気の熱収支を理解し、大気の運動を説明できる。 | 3 | 後14,後15,後16 |
| 大気の大循環を理解し、大気中の風の流れなどの気象現象を説明できる。 | 3 | 後14,後15,後16 |
| 海水の運動を理解し、潮流、高潮、津波などを説明できる。 | 3 | 後14,後15,後16 |