【人教版】高校物理 必修 第二冊
本教材は人民教育出版社が出版した高校物理必修シリーズ第2冊で、投射運動、円運動、万有引力と宇宙航行、そして力学的エネルギー保存則の4つの主要なモジュールをカバーしています。学生が科学的な運動観を身につけ、力学の核心法則を理解し、物理学が天文学および宇宙開発分野でどのように応用されているかを学ぶことを目的としています。
コース概要
📚 コンテンツ概要
本教材は人民教育出版社が出版した高校物理必修シリーズ第2冊で、投射運動、円運動、万有引力と宇宙航行、および力学的エネルギー保存則の4つの主要モジュールをカバーしています。学生が科学的な運動観を構築し、力学の核心法則を習得し、物理学が天文学および宇宙開発分野でどのように応用されるかを理解することを目的としています。
力学の謎を解き明かせ。地上の投射から宇宙航行へと飛び出す。
著者: 人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材研究開発センター
謝辞: 国家教材委員会専門家委員会による2019年審査通過、第1回全国優秀教材賞二等奖
🎯 学習目標
- 曲線運動における速度の方向とその発生条件を説明できる。
- 運動の合成と分解におけるベクトル演算則を習得し、直交座標系において平面運動を定量的に記述できる。
- 実験的証拠に基づき、水平方向が等速直線運動、鉛直方向が自由落下運動であることを確認できる。
- 運動学的特徴を理解する：線速度、角速度、周期、回転数を定義し計算でき、v = \omega r などの物理量間の比例関係を掌握している。
- 力学的原理を習得する：向心力の概念、起源および大きさの表現式（F_n = m\omega^2r = m\frac{v^2}{r}）を理解し、実験によりその法則を探求できる。
- 統合的分析能力を持つ：変速円運動および一般曲線運動の受力状態を分析でき、合力が法線方向（向心方向）および接線方向に与える効果を理解している。
- 法則を習得する：ケプラーの三法則を理解し、天体運動を記述するために活用できる。万有引力の法則を用いて天体の力と運動の問題を解決できる。
- 工学的応用：第一・第二・第三宇宙速度の物理的意味を理解し、天体質量や人工衛星の軌道パラメータを計算できる。有人宇宙飛行および人工衛星の基本原理を理解している。
- 物理的観念：ニュートン力学の成果と適用範囲を認識し、相対性理論の時空観を初步的に構築し、高速運動における時間と空間の相対性を理解している。
- 力学的仕事の概念を理解し、正の仕事と負の仕事の判別が正確にでき、一定力による仕事および合計仕事の計算ができる。
レッスン 共 4 课时 · 预计 12.0h
レッスン
Lesson
This lesson explores the kinematics and dynamics of curvilinear motion, establishing that the instantaneous velocity is always tangent to the trajectory and that motion curves toward the direction of the net force. Students learn to analyze these complex movements by applying the principle of superposition, using the parallelogram rule to decompose motion into independent, simultaneous horizontal and vertical components.
This lesson introduces the fundamental concepts of circular motion, defining it as a motion with a constantly changing velocity direction. Students will learn to describe this motion using linear velocity, angular velocity, period, and rotational speed, while mastering the mathematical relationships between these variables in both co-axial and friction-driven systems.
本课程探讨了从开普勒行星运动定律到牛顿万有引力定律的科学演进，重点介绍了如何通过物理建模将天体运动简化为圆周运动。通过月地检验与卡文迪什扭秤实验，课程揭示了“天地统一”的动力学规律，并展示了如何利用万有引力公式进行天体质量计算与轨道分析。
This lesson introduces the transition from a force-based perspective to an energy-based perspective in physics, focusing on the concepts of mechanical energy, work, and power. Students will learn to calculate work as a measure of energy transfer, understand the conservation of mechanical energy, and apply the principle of total work to analyze complex physical systems.