物理基礎

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物理基礎 により Mind Map: 物理基礎

1. 3学期 エネルギー

2. 2学期 波

3. 1学期 力と運動

3.1. 第1回 オリエンテーション&調査

3.1.1. 座席について

3.1.1.1. 前後のドアに貼ってある名簿と座席表を照らし合わせて、 自分の席を確認してください

3.1.2. 今日の流れ

3.1.2.1. オリエンテーション(10分)

3.1.2.1.1. 自己紹介

3.1.2.1.2. 物理とは

3.1.2.1.3. 1年間の授業の流れ

3.1.2.1.4. 1学期について

3.1.2.1.5. 授業形式について

3.1.2.1.6. その他

3.1.2.2. 調査(40分)

3.1.2.2.1. 目的

3.1.2.2.2. 構成

3.1.2.2.3. 回答方法

3.1.2.2.4. 注意点

3.2. 第2回 運動の表し方

3.2.1. 予習

3.2.1.1. 授業動画の視聴

3.2.1.1.1. スライド

3.2.1.2. フォームの回答

3.2.1.2.1. わからなかったこと

3.2.2. 授業

3.2.2.1. 調査(15分)

3.2.2.1.1. 成績に影響しません

3.2.2.1.2. 授業改善、計画に役立てます

3.2.2.2. x-tグラフ、v-tグラフ(35分)

3.2.2.2.1. クリッカーについて

3.2.2.2.2. 歩行運動のx-tグラフ(15分)

3.2.2.2.3. 歩行運動のv-tグラフ(15分)

3.2.2.2.4. 問題3(時間があれば)

3.2.2.2.5. 問題4(時間があれば)

3.2.2.3. 振り返り

3.2.2.3.1. xは位置、vは速度、tは時間はテストに記載されますか?

3.2.3. 復習

3.2.3.1. 確認問題に取り組む

3.3. 第3回 実験:台車の運動

3.3.1. 予習

3.3.1.1. フォームに回答

3.3.1.2. 動画の視聴

3.3.2. 授業

3.3.2.1. 各自予習内容やプリントの内容を踏まえて実験を進めていってください

3.3.2.2. 注意点

3.3.2.2.1. 力学台車の扱い方

3.3.2.2.2. 記録について

3.3.2.3. 実験プリント

3.3.2.4. 振り返り

3.3.2.4.1. わかったこと

3.3.2.4.2. わからなかったこと

3.3.2.4.3. 意見

3.3.3. 復習

3.3.3.1. グラフの作成(実験データも入ったExcelファイルでクラスルームに提出)

3.3.3.2. 動画の視聴

3.3.3.3. 考察プリント(wordファイルでクラスルームに提出)

3.4. 第4回 加速度、等加速度直線運動

3.4.1. 予習

3.4.1.1. 授業動画の視聴

3.4.1.1.1. スライド

3.4.1.2. 確認問題に取り組む

3.4.1.2.1. わからなかったこと

3.4.2. 授業

3.4.2.1. 加速度(10分)

3.4.2.1.1. (予習動画の確認)加速度とは

3.4.2.1.2. 問題1. 物体が負の向きに動いている。 この物体が加速していく(速さが大きくなっていく)とき、加速度の向きは

3.4.2.2. a-tグラフ(10分)

3.4.2.2.1. 問題2.エレベーターのa-tグラフ(上昇)

3.4.2.2.2. 板書

3.4.2.2.3. 実際の測定結果

3.4.2.3. 斜面を上り下りする台車の運動(10分)

3.4.2.3.1. 問題3.

3.4.2.4. 振り返り

3.4.2.4.1. わかったこと

3.4.2.4.2. わからなかったこと

3.4.2.4.3. 意見・感想

3.4.3. 復習

3.4.3.1. 確認問題に取り組む

3.5. 第5回 実験:自由落下

3.5.1. 予習

3.5.1.1. フォームに回答する

3.5.1.2. 実験方法の説明動画を見る

3.5.2. 授業

3.5.2.1. 注意事項

3.5.2.1.1. スタンドを倒さないように

3.5.2.1.2. スタンドの腕をしっかり固定する

3.5.2.1.3. 記録タイマーをしっかり固定する

3.5.2.1.4. おもりを足の上に落とさない

3.5.2.1.5. g型のものは水平にして使う

3.5.2.1.6. おもりの床からの高さも測っておこう

3.5.2.1.7. カーボン紙あります

3.5.2.2. 実験プリント

3.5.2.3. 振り返り

3.5.2.3.1. おもりの重さが重い方が、0.04sあたりの記録テープの長さが長い傾向がある。 しかし、これが重さによるものなのか、他の力が働いたからなのかはわからない。 また、必ずしも、おもりが重い方が長いとは限らないので、分析のときに詳しく調べてみる必要がある。

3.5.2.3.2. どの重りの重さでも落下運動の速さはあまり変わっていないように見えた。 今回の実験では、重力の影響を受けた加速していく自由落下運動であることがわかった。

3.5.2.3.3. 記録テープの打点が一直線上に打たれていなかった。 落下させるときは一直線になっていたように見えたので、どうしてこのような打点になったのかよくわからなかった。

3.5.2.3.4. 物体が落下し続けて加速し続ければいつか音速や光速に到達することはあるのか。(地球上でも可能か。)

3.5.3. 復習

3.5.3.1. グラフの作成

3.5.3.2. 参考動画の視聴

3.5.3.3. 考察プリント

3.5.3.3.1. 考察プリント記入例

3.6. 第6回 落体の運動

3.6.1. 予習

3.6.1.1. 授業動画の視聴

3.6.1.1.1. 前半

3.6.1.1.2. 後半

3.6.1.2. 確認問題に回答

3.6.2. 授業

3.6.2.1. 授業動画

3.6.2.2. 問題1

3.6.2.2.1. 鉛直投げ上げのa-tグラフ

3.6.2.2.2. 実験結果

3.6.2.3. 問題2

3.6.2.3.1. ホバークラフト

3.6.2.4. 問題3

3.6.2.4.1. 台車の上で小球を落とした時

3.6.2.5. 問題4

3.6.2.5.1. 自由落下と水平投射

3.6.2.6. 振り返り

3.6.2.6.1. わかったこと

3.6.2.6.2. わからなかったこと

3.6.2.6.3. 意見、感想

3.6.3. 復習

3.6.3.1. 確認問題に取り組む

3.7. 第7回 探究活動:データ解析

3.7.1. 予習

3.7.1.1. 動画の視聴

3.7.1.1.1. グラフの変換方法

3.7.1.1.2. グラフの一部に近似直線を引く方法

3.7.1.2. 動画で視聴したファイル

3.7.1.2.1. x-t→v-t→a-t

3.7.1.2.2. a-t→v-t→x-t

3.7.2. 授業

3.7.2.1. 資料

3.7.3. 復習

3.7.3.1. 探求レポートの作成

3.8. 第8回 力と加速度の定性的関係

3.8.1. 予習

3.8.1.1. 動画を視聴する

3.8.1.2. 確認問題に取り組む

3.8.2. 授業

3.8.2.1. 授業動画

3.8.2.2. ゴムひもで台車を引いたときの実験映像

3.8.2.3. 問題1

3.8.2.3.1. 問題文

3.8.2.4. 問題2

3.8.2.4.1. 問題文

3.8.2.5. 問題3

3.8.2.5.1. 問題文

3.8.2.6. 振り返り

3.8.2.6.1. わかったこと

3.8.2.6.2. わからなかったこと

3.8.2.6.3. 意見や感想

3.8.3. 復習

3.8.3.1. 確認問題に取り組む

3.9. 第9回 運動方程式

3.9.1. 予習

3.9.1.1. フォームに回答する

3.9.2. 授業

3.9.2.1. 授業動画

3.9.2.2. 授業プリント

3.9.2.2.1. 希望があったので一応添付しておきます

3.9.2.2.2. 使いたい人は使ってください

3.9.2.3. 問題1

3.9.2.3.1. 問題文

3.9.2.4. 問題2

3.9.2.4.1. 問題文

3.9.2.5. 振り返り

3.9.2.5.1. 力は速度ではなく加速度に関係していて、力が一定に働いているなら加速度が一定になるということになる。 また、減速しているときは、加速度が負の向きになっている。

3.9.2.5.2. 力の大きさと速度には比例の関係があり、物体の質量と速度の関係には反比例の関係がある。 これを運動方程式ma=Fで表せる。

3.9.2.5.3. 運動方程式という便利な式を使えば、未来の運動まで予測できるということがわかった。 式を暗記しても良いが、どのような関係によってその式になるかをきちんと理解しておくことも大切だと思った。

3.9.2.5.4. 今回の授業で運動方程式がどうして成り立つのかがわかった。 今まで、いろいろな運動の法則を学習してきたが、この方程式を利用すれば、等速直線運動なども説明できるのではないかと感じた。

3.9.3. 復習

3.9.3.1. 確認問題に取り組む

3.10. 第10回 運動の法則

3.10.1. 予習

3.10.1.1. フォームに回答する

3.10.2. 授業

3.10.2.1. 授業プリント

3.10.2.2. 問題1

3.10.2.2.1. 問題文

3.10.2.3. 問題2

3.10.2.3.1. 問題文

3.10.2.4. 問題3

3.10.2.4.1. 問題文

3.10.2.5. 問題4

3.10.2.5.1. 問題文

3.10.2.6. 振り返り

3.10.2.6.1. 運動方程式ma=Fに当てはめれば、予想しにくい運動でも簡単に予測することができる。 2つのものを比較するときは、具体的な数字がわかっていなくても、mやFがどちらの方が大きいか考えれば、aの大小も分かる。

3.10.2.6.2. 今までは、等加速度運動なのか等加速度直線運動なのか具体例を考えてでしか判別できなかったけれど、 運動方程式を使えばすぐにわかることなのだと分かった。すごく便利だと思った。

3.10.2.6.3. 物体の運動を考えるときは合力を考えることが一番重要である。 ある物体に力が働いていても合力0ならば物体は運動しない。

3.10.2.6.4. 問題2 台車の重力によって摩擦力が大きくなり、BはAに比べて落ちるのが遅くなる。

3.10.3. 復習

3.10.3.1. 確認問題に取り組む

3.11. 第11回 重力

3.11.1. 予習

3.11.1.1. フォームに回答する

3.11.2. 授業

3.11.2.1. 授業プリント

3.11.2.2. 問題1

3.11.2.2.1. 問題文

3.11.2.3. 問題2

3.11.2.3.1. 問題文

3.11.2.4. 問題3

3.11.2.4.1. 問題文

3.11.2.5. 問題4

3.11.2.5.1. 問題文

3.11.2.6. 振り返り

3.11.2.6.1. 今回の授業で物体の運動の方向について、ベクトルの成分に分解することを再び考えることができた。上下方向、左右方向などの運動の特徴がわかれば様々な運動について予測できると思った。

3.11.2.6.2. 力は接触しているものにしか働かないことがわかった。 斜方投射を考えるときは、鉛直投げ上げ運動を考慮する必要があることがわかった。 力が加わり続けるということは、常に速度が変わり続けることと同意であることがわかった。 どの向きに速度が変化しているのかを考える必要がある。

3.11.2.6.3. 斜方投射運動の地面に物体が着く時間は、物体の滞空時間であり鉛直方向の運動により決まる

3.11.2.6.4. 問題2が分からなかった。 問題文にAとBの距離が明記されていないし、AとBで同じ質量、同じ大きさの弾を使ったかも分からない。 また、AとBで同じ大きさの力を加えて弾を放ったかどうかも不明。 自分は答えが4(これだけではわからない)だと思ったが、授業では答えが3(B)だと言っていた。何故か教えて欲しい。

3.11.2.6.5. 問題2がよくわかりませんでした。初速度に関わらず低い方が早く着くという認識でいいですか?なぜかなのかがわかりません。

3.11.2.6.6. 今までも物体が押し出された後などのコマ送りの図では、重力以外に進行方向の向きに矢印が書かれていたと思うが、その矢印は何を表していたのか。

3.11.3. 復習

3.11.3.1. 確認問題に取り組む

3.12. 第12回 作用反作用の法則

3.12.1. 予習

3.12.1.1. 動画の視聴

3.12.1.2. フォームに回答する

3.12.2. 授業

3.12.2.1. 授業プリント

3.12.2.2. 問題1

3.12.2.2.1. 問題文

3.12.2.3. 問題2

3.12.2.3.1. 問題文

3.12.2.4. 問題3

3.12.2.4.1. 問題文

3.12.2.5. 問題4

3.12.2.5.1. 問題文

3.12.2.6. 問題5

3.12.2.6.1. 問題文

3.12.2.7. 問題6

3.12.2.7.1. 問題文

3.12.2.8. 振り返り

3.12.2.8.1. 作用反作用の法則では、主語と目的語を入れ替えた関係であり、説明するときもそのように書く。 作用があれば反作用が常にあり、同じ作用線上であり力が等しい。

3.12.2.8.2. 作用反作用は力を及ぼし合っている2つの物体に注目するが、力の釣り合いはある一つの物体に注目しているという違いなどを例題を通して学んだ。

3.12.2.8.3. 同じ力を受けても、質量の小さい方が吹っ飛ぶのは、運動方程式より、 質量の小さい方が加速度が大きくなるためであることもわかった。

3.12.2.8.4. 作用と反作用はどんな条件であっても大きさが等しくなることがわかった。 また、釣り合いは一つの物体に対して働く力で、作用反作用は二つの物体に対して働く力なので、混同しないように気をつけなければいけないことがわかった。

3.12.2.8.5. 今回の授業でわからなかったことは反作用・作用が同じ力になる理由が理解できていない。

3.12.2.8.6. 問題5で「⒈ 箱Bが机を押す力」と「⒊ 箱Bにかかる重力」は、実際の力としては同じものだけど、力の名称が違うということですか?

3.12.3. 復習

3.12.3.1. 確認問題に取り組む

3.13. 第13回 動摩擦力

3.13.1. 予習

3.13.1.1. フォームに回答する

3.13.2. 授業

3.13.2.1. 授業プリント

3.13.2.2. 授業動画

3.13.2.3. 問題1

3.13.2.3.1. 問題文

3.13.2.4. 問題2

3.13.2.4.1. 問題文

3.13.2.5. 問題3

3.13.2.5.1. 問題文

3.13.2.6. 振り返り

3.13.2.6.1. 質量が大きくなればその分動かしにくくなるが、それに伴って力も大きくなるから結果的にv-tグラフの形は変わらないことがわかった。 実際は質量でなく、垂直抗力によって同摩擦力が変化するということも、授業を通して理解できた。

3.13.2.6.2. 磁力と質量の異なる磁石を黒板にくっつけて、横に引く力の大きさを比較する事例を通して、動摩擦力の大きさは垂直抗力に比例することもわかった。

3.13.2.6.3. 動摩擦力の大きさは、垂直抗力の大きさとその物体の材質に左右されるが、速度や質量そのものには関係しない。

3.13.2.6.4. (問1に関して) 横を底とした運動には、重力が関係しないため、質量を考慮しない。 黒板から磁石が外れることも、考える必要があるのかと考えたが、 最初の時点でくっついていて、横向きに力を加えるだけなので、質量についてはこの場合考慮しない。 Bの方が、磁力の反作用である垂直抗力が大。 同じ黒板上で実験を行なっているので、動摩擦力は等しい。(張力と動摩擦力は対応せず) よって垂直抗力と動摩擦力の和である抗力は、Bの方が大きい。 よって大きな力を加える必要があるのは、B

3.13.2.6.5. (問2に関して) 車輪の運動のとき張力は、進行方向と逆方向に働く。従って、動摩擦力が進行方向に働く。 運動しているものの速さに関係なく、動摩擦力の大きさは一定。 動摩擦力の大きさは、接触する物体表面の材質やその状態で決まる。

3.13.2.6.6. (問3に関して) この実験は下を底とした運動で、問1とは異なり質量(重力)が関係する。 おもりを乗せた方が重力が大きくなり、垂直抗力が大きくなる。 (動摩擦力は同じ地面なので、等しい。)よって抗力はおもりを乗せた方が大きくなる。

3.13.2.6.7. 動摩擦力と作用反作用の法則を両方考える必要があることがわかった。

3.13.2.6.8. 3で作用反作用の法則が成り立つのかと思ってしまったので、よくわからなくなった。

3.13.2.6.9. 最後の問題で、動摩擦力が大きい方の電車の方向に進む意味が理解できませんでした。 動摩擦力は進みにくさを表す指標なのに、それが大きい方に進むのはなぜですか。

3.13.3. 復習

3.13.3.1. 確認問題に取り組む

3.14. 第14回 静止摩擦力、力のつりあい

3.14.1. 予習

3.14.1.1. 動画を視聴する

3.14.1.2. フォームに回答する

3.14.2. 授業

3.14.2.1. 授業動画

3.14.2.2. 授業プリント

3.14.2.3. 静止摩擦のシュミレーション

3.14.2.4. 問題1

3.14.2.4.1. 問題文

3.14.2.5. 問題2

3.14.2.5.1. 問題文

3.14.2.6. 問題3

3.14.2.6.1. 問題文

3.14.2.7. 問題4

3.14.2.7.1. 問題文

3.14.2.8. 振り返り

3.14.2.8.1. ・一般に、静止摩擦係数よりも動摩擦係数の方が小さい。 ・質量が大きくなると、摩擦力だけでなく重力も大きくなるので摩擦角は変わらない。 ・複数の力を考えるときには、力の分解・合成を平行四辺形から考えることが大切。

3.14.2.8.2. 摩擦力は動摩擦力と静止摩擦力の二つがある。静止摩擦力は質量によらず、物体が動き出す直前に最大となる。 動摩擦力は物体が地面から受ける垂直抗力に比例し、物体が受ける力によらず一定である。

3.14.2.8.3. 物体が静止している時はその物体に働く力と静止摩擦力の大きさは同じである

3.14.2.8.4. 問題3の実験を中学の時に行った気がするのですが、あれも摩擦力(静摩擦力)の実験だったのかということに驚きました。 また、静摩擦力は動かない時が一番大きくて、動き始めるとだんだんと少なくなるということがわかりました。

3.14.2.8.5. 静止摩擦係数の方が動摩擦係数の方が大きいことがわかった。摩擦角は質量mに依存しない。 斜面に並行の方向=斜面に垂直な方向×静止摩擦係数という式が成り立つ。比が同じになるためである。 角度の問題は合力で考えて、どちらの矢印が長いかを見る。合力の判断も並行し変形で行う。近づけると変わる。

3.14.2.8.6. 問題3、4で平行四辺形を描くときに、どのような場合に滑車にかかっている力の大きさの矢印を考え、 どのような場合に滑車を用いて引く力の矢印を引くのかがあまりよくわからなかった。

3.14.2.8.7. 授業の問題の回答も後から見るときに忘れてしまうので載せて欲しい。

3.14.3. 復習

3.14.3.1. 確認問題に取り組む

3.15. 第15回 探究活動:計画

3.15.1. プリント

3.16. 第16回 探求活動:実験(奇数班)、計画(偶数班)

3.17. 第17回 探求活動:実験(偶数班)、解析(奇数班)

3.18. 第18回 探求活動:実験(奇数班)、解析(偶数班)

3.19. 第19回 探求活動:実験(偶数班)、解析(奇数班)

3.20. 第20回 探求活動:発表準備

3.20.1. 調査

3.21. 第21回 探求活動:発表