物理I

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 物理I
科目番号 0009 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 生産デザイン工学科(機械創造システムコース) 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 「総合物理1」 植松恒夫 他(啓林館),「セミナー物理基礎+物理」 第一学習社編集部 (第一学習社)
担当教員 宮内 真人,鎌田 慶宣,菊地 真吏子

目的・到達目標

物理学の学習を通じて,自然現象を系統的,論理的に考えていく能力を養い,広く自然の諸現象を科学的に解明するための物理的な見方,考え方を見につけさせる.さらに,物理学は工学を学ぶための極めて重要な基礎であり,多くの分野において科学技術の発展に欠かせない知識であることを認識させることを基本目標とする.

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物理学の理論にそって自然現象を説明できる物理学の理論にそって自然現象を考えることができる物理学の理論にそって自然現象を考えることができない
評価項目2数式の物理的意味を説明できる数式の物理的意味を知っている数式の物理的意味を知らない
評価項目3物理量を正しく求めることができる物理量の求め方を知っている物理量の求め方を知らない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
物理学の学習を通じて,自然現象を系統的,論理的に考えていく能力を養い,広く自然の諸現象を科学的に解明するための物理的な見方,考え方を見につけ去る.さらに,物理学は工学を学ぶための極めて重要な基礎であり,多くの分野において科学技術の発展に欠かせない知識であることを認識させる.
授業の進め方と授業内容・方法:
全員が理解する事を基本方針とする.そのために検定教科書を用いた講義により物理的な内容の理解に努め,問題演習,実験,小テストを折り込みながら講義を進める.また,講義内容に対して現実感を持たせるため,教員による模範実験(デモンストレーション)を随時織り込むほか,数回の一斉実験も行う.
注意点:
・授業で課せられる演習問題課題への提出が求められる.
・1日2問ノート,夏期課題,冬期課題を課します.提出日に遅れないようにして下さい.
・長期休業明けに実施される課題テストの結果も成績に反映させます.

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
運動の表し方,平均の速度
・物理量のMKS単位系を使い分けることができる.
・時刻と位置の関係を表すことができる.
・平均の速さと瞬間の速さの違いを述べることができる.
2週 速度, 等速直線運動 ・物体の位置や速度の計算ができる.
・道のりなどを求めることができる.
3週 平面内の運動,相対速度 ・平面内を移動する質点の運動を位置の変化として表すことができる.
・速度ベクトルを表現することができ,直線および平面運動する2物体の相対速度・合成速度を求めることができる.
4週 実験:質量と長さの測定実験
・物理てんびん・ノギスを用いて物体の質量と長さを測定できる.   
・有効数字を理解して, データを集計できる.
・測定結果をまとめ, レポートを書くことができる.             
5週 加速度,等加速度直線運動 ・加速度について説明でき,加速度を計算で求めることができる.
・等加速度直線運動の公式を用いて,物体の位置,時間,速度を計算で求めることができる.
6週 加速度,等加速度直線運動 ・加速度について説明でき,加速度を計算で求めることができる.
・等加速度直線運動の公式を用いて,物体の位置,時間,速度を計算で求めることができる.
7週 加速度,等加速度直線運動 ・加速度について説明でき,加速度を計算で求めることができる.
・等加速度直線運動の公式を用いて,物体の位置,時間,速度を計算で求めることができる.
8週 中間試験 ・既習領域の問題を解くことができる.
2ndQ
9週 試験内容について解説
落体運動,放物運動
・試験内容を理解する
・自由落下運動・鉛直投射した物体の位置や時間,速度に関する計算ができる.
・水平投射した物体の位置や時間,速度に関する計算ができる.
・斜方投射した物体の位置や時間,速度に関する計算ができる.
10週 落体運動,放物運動 ・自由落下運動・鉛直投射した物体の位置や時間,速度に関する計算ができる.
・水平投射した物体の位置や時間,速度に関する計算ができる.
・斜方投射した物体の位置や時間,速度に関する計算ができる.
11週 力の働きとつりあい,いろいろな力
・物体に作用する力を図示することができる.
・力の合成・分解について理解し,合力や成分分解した力を求めることができる.
・釣り合いの状態の力を求めることができる.
・重力・弾性力・張力・浮力・圧力などのいろいろな力について計算ができる.
・静止摩擦力がはたらいている場合の力のつり合いを理解し,最大摩擦力を計算で求めることができる.
12週 力の働きとつりあい,いろいろな力
・物体に作用する力を図示することができる.
・力の合成・分解について理解し,合力や成分分解した力を求めることができる.
・釣り合いの状態の力を求めることができる.
・重力・弾性力・張力・浮力・圧力などのいろいろな力について計算ができる.
・静止摩擦力がはたらいている場合の力のつり合いを理解し,最大摩擦力を計算で求めることができる.
13週 実験:摩擦力と力のつりあい ・物体に加わる3力の測定を行い,力の合成・分解が成り立つかを確かめる.
・最大摩擦力を測定し,静止摩擦係数を求める測定実験を行う.
・測定データを適切に処理し報告書を書くことができる.
14週 剛体に働く力,力のモーメントのつりあい,物体の重心とつりあい ・質点・剛体について説明することができる.
・力のモーメントについて理解し,計算することができる.
・剛体における力のつり合いについて理解し,計算することができる
・物体の重心について説明することができ,物体の重心とつりあいの状態にある力を求めることができる.
15週 期末試験
・既習領域の問題を解くことができる.
16週 試験内容について解説
・試験内容を理解する
後期
3rdQ
1週 運動の3法則,運動方程式の立て方
・運動の3法則について説明できる.
・力が作用する物体の運動について,運動方程式を立てて解くことができる.
・互いに力を及ぼし合う物体の運動について,運動方程式を立てて解くことができる.
・動摩擦力がはたらく物体の運動について計算できる.
2週 運動の3法則,運動方程式の立て方
・運動の3法則について説明できる.
・力が作用する物体の運動について,運動方程式を立てて解くことができる.
・互いに力を及ぼし合う物体の運動について,運動方程式を立てて解くことができる.
・動摩擦力がはたらく物体の運動について計算できる.
3週 運動の3法則,運動方程式の立て方
・運動の3法則について説明できる.
・力が作用する物体の運動について,運動方程式を立てて解くことができる.
・互いに力を及ぼし合う物体の運動について,運動方程式を立てて解くことができる.
・動摩擦力がはたらく物体の運動について計算できる.
4週 仕事,運動エネルギー,位置エネルギー ・仕事や仕事率を求めることができる.
・運動エネルギー,重力による位置エネルギー,弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる.
5週 仕事,運動エネルギー,位置エネルギー ・仕事や仕事率を求めることができる.
・運動エネルギー,重力による位置エネルギー,弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる.
6週 仕事,運動エネルギー,位置エネルギー ・仕事や仕事率を求めることができる.
・運動エネルギー,重力による位置エネルギー,弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる.
7週 力学的エネルギー保存の法則 ・力学的エネルギー保存の法則を用いて,様々な物理量の計算に利用できる.
8週 中間試験 .既習領域の問題を解くことができる.
4thQ
9週 試験内容について解説
運動量と力積
・中間試験の内容を理解する.
・物体の質量と速度から運動量を求めることができる.
・運動量の差が力積に等しいことに関する計算ができる.
10週 運動量と力積 ・物体の質量と速度から運動量を求めることができる.
・運動量の差が力積に等しいことに関する計算ができる.
11週 運動量保存の法則 ・運動量の保存則を用いて,様々な物体の衝突問題・分裂問題を解くことができる.
12週 運動量保存の法則 ・運動量の保存則を用いて,様々な物体の衝突問題・分裂問題を解くことができる.
13週 反発係数,斜め衝突 ・反発係数を用いて,衝突問題を解くことができる.
14週 反発係数,斜め衝突 ・反発係数を用いて,衝突問題を解くことができる.
15週 反発係数,斜め衝突 ・反発係数を用いて,衝突問題を解くことができる.
16週 定期試験内容について開設 ・定期試験の内容を理解する

評価割合

試験発表相互評価態度演習・レポートその他合計
総合評価割合70000300100
基礎的能力0000000
専門的能力70000300100
分野横断的能力0000000