基本概念(小学校/初期の中学校に適しています)
* 力とは? 力を押したり引っ張ったりして、力のアイデアを紹介します。
* 例: スイングを押し、ワゴンを引っ張り、重力を引き下げます。
* 力の種類:
* 接触力: 摩擦、適用力(ドアを押すなど)、通常の力(地面があなたに及ぼす力)。
* 非接触力: 重力、磁気。
* 動き: さまざまな種類の動きを説明します(直線、円形、前後)。
* 力の影響: 力がどのように開始、停止、動きの方向を変更し、オブジェクトの速度を変更するか。
* 単純なマシン: レバー、プーリー、傾斜面 - どのように作業を容易にするか。
アクティビティ:
* 実践実験:
*日常のオブジェクトでシンプルなマシンを構築します(本を持ち上げるための段ボールレバーなど)。
*異なる表面で摩擦を示す。
*異なる高さから物体を落とすことにより、重力の効果を調査する。
* 図面図: オブジェクトに作用する力を示す。
* ストーリーの作成: さまざまな種類の力を含む状況について書く。
中間概念(中/高校に適しています)
* ニュートンの動きの法則:
* ニュートンの最初の法則: 安静時のオブジェクトは安静にとどまり、動きのあるオブジェクトは、力によって動作しない限り、同じ速度で同じ方向に動き続けます。
* ニュートンの第二法則: オブジェクトの加速は、それに作用する正味の力に直接比例し、その質量に反比例します。 (力=質量x加速)
* ニュートンの第三法則: すべてのアクションに対して、等しい反対の反応があります。
* 質量対重量: 質量をオブジェクトの物質の量として定義し、重量をオブジェクトに作用する重力として重量を定義します。
* 摩擦: 静的摩擦、滑り摩擦、転がり摩擦、空気抵抗、およびそれらが動きにどのように影響するか。
* 勢い: オブジェクトの質量と速度の積、動きの慣性の尺度。
* エネルギーと仕事: 力、距離、仕事の関係。ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの概念。
アクティビティ:
* ラボ: ランプとタイマーによる加速の測定、勢いの計算、力と加速の関係の調査。
* グラフ: 実験からデータをプロットして、動きを分析します。
* 研究プロジェクト: ロケット推進、より安全な車の設計、スポーツの物理学の理解など、力と運動の現実世界の応用の調査。
高度な概念(高校の物理学に適しています)
* ベクトル: 強度をベクトル量として表現し、大きさと方向を表します。
* ネットフォース: オブジェクトに作用するすべての力の合計。
* 円形運動: 中心部の力と、オブジェクトを円で動かすことにおけるその役割。
* ユニバーサル重力: 質量のある2つのオブジェクト間の魅力の力。
* ワークエネルギー定理: オブジェクトで行われた作業は、その運動エネルギーの変化に等しくなります。
アクティビティ:
* コンピューターシミュレーション: PHETシミュレーションなどのソフトウェアを使用した複雑な力と動きのモデリング。
* 数学的問題: 方程式と式を使用した力、運動、およびエネルギーを含む問題の解決。
* 設計と構築: 力をテストおよび分析するための実際のシステムのモデルを構築します。
重要なメモ:
* 生徒に適応する: 特定のコンテンツとレベルの詳細は、生徒の年齢と事前知識に基づいて調整する必要があります。
* 実践学習: 実践的な探索と実験を奨励します。
* 実際の接続: 概念と現実世界の現象とのつながりを作ります。
* テクノロジー統合: シミュレーション、ビデオ、オンラインリソースなどのテクノロジーを使用して、学習を強化します。