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力学後半



§1 s−tグラフ ・・ 板書 (等速直線運動、グラフの傾きと速さ)

§2 v−tグラフ ・・ (1)板書
(2)台車をちょんと押す実験
   [力と速度変化の関係 (1/2/3
///6)]
   ○実験解説


§3 まさつ ・・ 凝着説と凹凸説 鉛の凝着(分子間力の演示実験)
静止摩擦、動摩擦 斜面とまさつ 実験結果の中間指導
実験データの確認 グラフの書き方
グラフ解釈の討論/アドバイス
□実験のまとめ

§4 a−tグラフ ・・ 加速度の導入 ジャイロや地球ごまの演示実験
a-t、v-t、s-tの流れ

§5 落下加速度の測定 ・・ 生徒実験

§6 質量原器

§7 重力質量と力の重力単位

§8 無重量状態での質量 ・・ 無重量状態のアンケート

§9 運動の法則 ・・ (1)無重量状態 (2)ペットボトルの投げ上げ
(3)ゴルフボールとスポンジボール
(4)パイプの投げ上げ
(6)慣性質量
(7)力の絶対単位 (8)運動の法則

§10 真空中での自由落下運動 ・・ 演示実験:真空中での自由落下運動

§11 アトウッドの実験など ・・ 予想→討論
(動かされる質量と動かす力の確認)

−−−−−− 様々な運動 −−−−−−


§12 運動方程式

§13 運動方程式の演習と張力

§14 自由落下,投げ下げの運動

§15 投げ上げの運動

§16 水平投射

§17 斜方投射

§18 空気抵抗のある運動


ご注意:
以下のプリントは、力学前半の大まかな展開を見てもらうことを目的に作成した暫定版です。授業で使う場合は、こちらから校正済のPDFファイルをダウンロードしてお使い下さい。

授業実施上のコメント、実験装置の作り方、体験記を、レファレンスとしていくつか作成しました。各リンクをクリックするとそちらに飛びます。ぜひ参考にして下さい。





○ WEB物理 力学後半 授業プリント ○
画像クリックで拡大表示します

§1 s−tグラフ
  板書 (等速直線運動、グラフの傾きと速さ)
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§2 v−tグラフ
 (1)板書
   等速直線運動、面積=移動距離、速度変化、
   電車のv−tグラフから速度変化がプラス、
   0、マイナスを説明
   〇「力と速度変化の実験」の演示と予想
   *加速度という言葉は使わず、速度変化や加速、
    減速で説明していく。
   *瞬間の速度と平均の速さ
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§2 v−tグラフ
 (2)台車をちょんと押す実験
         [1/2/3]
授業コメント オリジナルについて 編集会議へ

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§2 v−tグラフ
 (2)台車をちょんと押す実験[4]
    このプリントでは順番が後ろになっているが、
    実験の前の時間に、生徒に予想をさせてから
    実験に臨んだ方がよい。
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§2 v−tグラフ
 (2)台車をちょんと押す実験[5]
授業コメント レポート処理の方法 編集会議へ

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§2 v−tグラフ
 (2)台車をちょんと押す実験[6]
    実験解説
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§3まさつ (プリント省略)
  凝着説と凹凸説 鉛の凝着(分子間力の演示実験)
  静止摩擦、動摩擦
  斜面とまさつ 実験結果の中間指導
  実験データの確認 グラフの書き方
  グラフ解釈の討論/アドバイス
  □実験のまとめ(台車をちょんと押す実験)
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§4.a−tグラフ
 加速度の導入 加速度の身体的影響
 ジャイロや地球ごまの演示実験
 a-t、v-t、s-tの流れ
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§5.落下の加速度の測定
 生徒実験 落下加速度の値を求める
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§6.質量原器

§7.重力質量と力の重力単位
 秤をつくるプロセスをシミュレートする
授業コメント 質量の授業の展開 編集会議へ

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§8 無重量状態での質量
   無重量状態のアンケート
   無重量映像を見る前後の変化を自覚化
授業コメント 質量と重さの映像 編集会議へ
授業コメント アンケートのねらい
授業コメント 各問いについて

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§9.運動の法則
 (1)無重量状態
 (2)ペットボトルの投げ上げ
 (3)ゴルフボールとスポンジボール
 (4)パイプの投げ上げ
授業コメント 無重量状態 編集会議へ
授業コメント ゴルフボールと
スポンジボール
授業コメント 実験装置の作り方

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§9.運動の法則
 (5)慣性質量・力の絶対単位

§10.真空中での自由落下
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§9.運動の法則のまとめ(つづき)の概要
(6)慣性質量
(7)力の絶対単位
(8)運動の法則
 i: (ゴルフボール・スポンジボールの実験、
    パイプの実験)
   力:一定のとき→質量と速度変化の大きさ
   (=加速度)は反比例→ M∝1/a
 ii: (ちょいおしの実験より)
    質量:一定のとき→力と速度変化の大きさ
   (=加速度)は比例→ F∝a  
 iii: まとめて、F∝ma
 iiii: m=1kgのとき1[m/s2]の加速度を
    生じさせる力を1[N]として、
    →運動の法則F=m・a   

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§10.真空中での自由落下運動
  演示実験:真空中での自由落下運動
  (プリント)
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§11.アトウッドの実験など
  予想→討論
 (動かされる質量と動かす力の確認)

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§12.運動方程式
   生徒実験

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§13.運動方程式の演習と張力

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さまざまな運動

§14.自由落下、投げ下げの運動

運動方程式を立て、それぞれの運動を考えていく
ma=mg → a=g → v-t グラフ → v=gt(グラフより)
→ y= 1/2 (gt2)(グラフより)

* v-t のグラフを使い、面積から式を導き出す
以下の(1)→(6)の流れに慣れれば、暗記が全く
不要なことを理解させる。

(1)力の記述 → (2)運動方程式 → (3)加速度
→ (4)v-tグラフを描く → (5)v、tの式を求める
→ (6)s,v,tの式を求める。

この流れと同じことを、投げ上げ、水平、
斜方投射でも展開し、運動方程式の演習として
公式を自分で自然に求められるようにする。

このあたりは、運動学として扱うのではなく、
運動方程式のあとに展開すれば、生徒に演習的に
取り組ませるのが可能となる。


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§15 投げ上げの運動
 ビデオ:投げ上げ運動の実験解析

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§16 水平投射
 ビデオ:ヨットから落下させる鉄球の運動
 発煙筒の落下

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§17 斜方投射

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§18 空気抵抗のある運動
   雨の落下,パラシュート

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(構成上の注)
2年の必修物理は一次元に限定して展開するのが良いと思う。
2次元にすると、ベクトル、三角関数の導入が不可避となり、
数学的煩雑さの影に力学の本質が見えなくなってしまう。
そういう観点から、必修物理あるいは2年の物理では斜面、
水平・斜方投射は避けるのが賢明だろう。
もちろん、学力に余裕がある学校の場合は別である。