概要:
力学の基本事項を重点的に学習し、現象に対する物理的なものの見方と考え方を身につける。微積分を用いない高校レベルの物理で、まず直線運動に関して、速度、加速度、変位、力について学び、それを平面運動に拡張する。そして、力積、運動量、仕事とエネルギー、および周期運動について学ぶ。座学の他に物理実験も行い、レポートの書き方を学ぶ。
授業の進め方・方法:
講義形式で進め、適宜演習を行う。
注意点:
力学現象の本質をまず定性的に理解し、次に定量的、数学的に取り組むことが肝要である。授業の進捗状況に応じて問題演習を行う。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
MKS単位・有効数字 |
物理の単位がMKSであることが理解できる。有効数字を説明することができる。
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| 2週 |
変位と速度 |
変位と速度の計算ができる。
速度と速さの違いがわかる。
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| 3週 |
加速度 |
加速度について説明でき、計算する事ができる。
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| 4週 |
等加速度運動 |
等加速度運動の式を理解できる。
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| 5週 |
等加速度運動 |
等加速度運動の式を用い、計算することができる。
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| 6週 |
鉛直方向の運動 |
自由落下、鉛直投げ上げ運動の計算ができる。
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| 7週 |
運動の法則 |
慣性の法則、運動の法則の説明ができる。運動方程式を説明できる。
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| 8週 |
力のつりあい・作用反作用の法則
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力のつりあいを理解できる。作用反作用の法則を理解できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
力 |
作用反作用の法則とつりあいの関係を理解できる。
重力を説明できる。
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| 10週 |
力 |
弾性力、摩擦力を説明できる。
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| 11週 |
合成速度 |
平面運動の表現の仕方がわかる。速度を合成、分解することができる。
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| 12週 |
相対速度 |
相対速度の計算ができる。
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| 13週 |
放物運動 |
水平投射・斜方投射の計算ができる。
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| 14週 |
力の合成・分解・つりあい
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力の合成・分解、力のつりあいを理解できる。
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| 15週 |
答案返却・解説 |
各試験において間違った部分を自分の課題として把握する。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
運動方程式 |
合力が働く場合、２物体の運動を説明できる。
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| 2週 |
運動方程式 |
斜面上や摩擦が働く場合において、運動方程式を用いた計算ができる。
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| 3週 |
慣性力 |
慣性力について説明できる。
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| 4週 |
力積と運動量 |
力積と運動量の関係について説明できる。
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| 5週 |
運動量保存則
物理実験１ |
運動量保存則について説明できる。
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| 6週 |
反発係数
物理実験２ |
反発係数を説明できる。
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| 7週 |
運動量保存則と反発係数 |
二物体の衝突についての計算ができる。
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| 8週 |
仕事と仕事率
物理実験３ |
仕事を説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
仕事と仕事率
物理実験４ |
仕事率を説明できる
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| 10週 |
力学的エネルギー
物理実験５ |
運動エネルギーを理解できる。運動エネルギーと仕事の関係を説明できる。
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| 11週 |
力学的エネルギー |
位置エネルギーを理解できる。
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| 12週 |
力学的エネルギー保存則 |
力学的エネルギー保存則について説明できる。
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| 13週 |
等速円運動 |
等速円運動を説明できる。
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| 14週 |
等速円運動 |
等速円運動の向心力、加速度等の計算ができる。
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| 15週 |
答案返却・解説 |
各試験において間違った部分を自分の課題として把握する。
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| 16週 |
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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 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| 平均の速度、平均の加速度に関する計算ができる。 | 3 | 前2,前3 |
| 直線及び平面運動において、速度をベクトルとして捉え、速度の合成・分解及び相対速度に関する計算ができる。 | 3 | 前11,前12 |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の変位、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | 前4,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11,前12 |
| 自由落下及び鉛直投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 水平投射及び斜方投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 前13 |
| 物体に作用する力を図示できる。 | 3 | 前8 |
| 力の合成と分解ができる。 | 3 | 前8,前14 |
| 質点にはたらく力のつりあいに関する計算ができる。 | 3 | 前8,前9,前14 |
| 重力、弾性力、抗力、張力の概念を理解し、それぞれの力に関する計算ができる。 | 3 | 前9 |
| 運動の三法則について説明できる。 | 3 | 前7 |
| 運動方程式を用いて、物体に生じる加速度や物体にはたらく力などを求めることができる。 | 3 | 前7,後1,後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。 | 3 | 前10 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前10 |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前10 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後8,後9 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後11 |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後11 |
| 力学的エネルギー保存の法則について説明でき、その法則を用いて、物体の速度や変位などを求めることができる。 | 3 | 後12 |
| 物体の質量と速度を用いて、運動量を求めることができる。 | 3 | 後4 |
| 物体の運動量変化が力積に等しいことを用いて、力積の大きさ、速度変化及び加わる平均の力などを求めることができる。 | 3 | 後4 |
| 運動量保存の法則について説明でき、その法則や反発係数を用いて、物体の衝突、分裂及び合体に関して、速度変化などを求めることができる。 | 3 | 後5,後6,後7 |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、周期、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | 後13,後14 |
| 物理実験 | 物理実験 | 実験の目的及び原理を説明できる。 | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 整理整頓により実験環境を適切に保ち、手順に従って安全に実験ができる。（化学実験と共通） | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 実験条件やデータなどを正確に記録できる。（化学実験と共通） | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 実験データから、最確値や誤差などを求めることができる。 | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 適切なグラフを作成し、実験データ間の最も確からしい関係を見出すことができる。 | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 適切な有効数字及び単位を用いて物理量を表すことができる。（化学実験と共通） | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 実験結果から、物理現象の特徴や規則性を説明できる。 | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |
| 観察・実験結果を座学などで学んだ内容と関連付けて説明できる。（化学実験と共通） | 3 | 後5,後6,後8,後9,後10 |