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10/20 今日の授業から

10/20 今日の授業から

☆高1 物理基礎から☆

今日のテーマ① 位置エネルギー、運動エネルギー、弾性エネルギーの式
今日のテーマ② エネルギーは状態(シーンとか場面)ごとに設定すること
今日のテーマ③ 仕事によるエネルギーの増加と現象
今日のテーマ④ 状態と状態をつなぐ式として、エネルギーの保存やエネルギーと仕事の関係式を設定する。 

問題:質量mの物体が、hの高さから初速度vで滑らかな斜面を滑り、滑らかに接続された高さ0の平面上に至る。
その後、この物体は距離lの区間だけ摩擦力Fを受け、速度v'になった。v’を求めよ。ただし、重力加速度とする。

プロセスを身につけよう!
 問題文を読みながら、絵に表していきます。物理では現象を式で表すため、イメージが大切ですが、あいまいなイメージではなく明確になイメージになるように絵を描いて問題文で設定された文字や値を入れながら問題文を読み進めることが大切です。
シーン1…質量mの物体が、hの高さにあり。初速度v
シーン2…滑らかに接続された高さ0の平面上に至った
シーン3…距離lの区間だけ摩擦力Fを受けた
シーン4…速度v'になった

それぞれのシーンでの状態をエネルギーで設定します。
シーン1…位置エネルギーmgh, 運動エネルギー1/2×mv^2 (v^2はvの2乗のことです。パソコンで2乗の書けなかったので、v^2と書きました。実際解くときは普通に2乗を書きますので。)
シーン2…位置エネルギー0, 運動エネルギーを表すには速さが与えられていないので、速さをVとおき、運動エネルギーは1/2×mV^2
シーン3…距離lの区間だけ摩擦力Fを受けたので、仕事によりエネルギーを失います。失ったエネルギーはFl
シーン4…位置エネルギー0 運動エネルギー1/2×m(v')^2

シーン1かたシーン4までの現象を考えると
シーン1からシーン2になり、シーン3のエネルギーを失って、シーン4になった。
ここで、シーン2は自分で設定したVを含みますので、解くときにはあまり使いたくありません。シーン1とシーン2は保存力(重力)しか働いていないので、エネルギーは保存しますから、シーン2を飛ばして現象を式でつなげていきます。
「シーン1からシーン3でエネルギーを失って、シーン4になった」
これを式で表すと
mgh+1/2×mv^2 - Fl = 1/2×m(v')^2
となり、この式をv'=形に変形すると答えにたどりつきます。

※物理は現象を式で表現します。そのため、公式や数式だけを覚えていると、苦戦することになります。物理は理科ですから、現象あってこそです。どんな現象をどんな式で表すのかを覚えていきます。そのため、現象をイメージすることが大切なのですが、イメージすると言っても、何となくなイメージになってしまうことが多くあります。イメージするために、物理は絵に矢印を入れたり、vなどの変数を入れていくという方式を好んで使います。問題文→絵に力の矢印や文字を入れる→式のプロセスを練習することで、物理の練習が適切に進みます。

担当:田中

受験は変わる 勉強はそのまま?
大学入試、高校入試、中学入試、そして教科書も「考える力 = 知識活用型・思考力重視型」へと変わっています
考える力は授業で身につくものでしょうか?取り組む問題を変えれば練習できるものでしょうか?
考える力は知識ではなく使い方です。覚えればできるものや、理解すればできるものではなく、習慣にしてできるものです
だからスクラムnextは、教えるだけでなく、練習問題やテストをするだけでもなく
一人ひとりの解いた跡を一緒に見て 1つ1つ 1行1行 丁寧に学習を進めます
さいたま市北区の個別指導進学塾 スクラムnext
< 大学受験コース(現役高校生、浪人生), 中学生コース(中1・中2毎日の学習、高校受験、中高一貫生), 考える小学生コース >
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