PROGRAM NAUCZANIA ROZKŁAD MATERIAŁU PLAN WYNIKOWY Fizyka i Astronomia Klasa 2B i 2D Fizyka, poziom rozszerzony

Transkrypt

1 PROGRAM NAUCZANIA ROZKŁAD MATERIAŁU PLAN WYNIKOWY Fizyka i Astronomia Klasa 2B i 2D Fizyka, poziom rozszerzony Rok szkolny 2013/2014 Teresa Wieczorkiewicz Numer ewidencyjny w wykazie 548/1/2012 Podręcznik: "Z fizyką w przyszłość" pod redakcją Marii Fiałkowskiej, Barbary Sagnowskiej, Jadwigi Salach, wydawnictwo ZamKor Warszawa, wrzesień

2 PROGRAM NAUCZANIA W ROKU SZKOLNYM 2013/2014 Nr Dział fizyki Liczba Część godz. podręcznika 1 Lekcja organizacyjna. 1 2 Sprawdzian (1) test diagnostyczny (na poziomie podstawowym) wiedzy po gimnazjum i 1 klasie liceum Niepewności pomiarowe Opis ruchu postępowego Siła, jako przyczyna zmian ruchu Praca, moc, energia Zjawiska hydrostatyczne Sprawdzian maturalny M Pole grawitacyjne Sprawdzian maturalny M Bryła sztywna Sprawdzian maturalny M Ruch harmoniczny i fale mechaniczne Sprawdzian maturalny M Zjawiska termodynamiczne Sprawdzian maturalny M Pole elektryczne 17 2 Razem 145 Uwaga. Jeśli ostatni rozdział nie zostanie przerobiony, to zostanie on dalej podjęty w klasie 3. OGÓLNY ROZKŁAD MATERIAŁU 1. Lekcja organizacyjna - 1 lekcja 2. Sprawdzian (1) test diagnostyczny wiedzy po gimnazjum i 1 klasie liceum 1 lekcja 1. Niepewności pomiarowe - 5 lekcje Liczba godz. Wiadomości wstępne. Niepewności pomiarów bezpośrednich. 1 Niepewności pomiarów pośrednich. 1 Graficzne przedstawianie wyników pomiarów wraz z ich niepewnościami i dopasowanie prostej. 1 Opisujemy rozkład normalny (doświadczenie 1) 2 2. Opis ruchu postępowego - 15 Liczba godz. Dodawanie i odejmowanie wektorów, iloczyn skalarny i wektorowy. 1 pojęcia i wielkości fizyczne opisujące ruch. 1 Spadek swobodny i rzut pionowy. 2 Wyznaczenie wartości przyspieszenia w ruchu jednostajnie przyspieszonym (doświadczenie 2). 1 Wyznaczenie wartości przyspieszenia ziemskiego (doświadczenie 3) 1 Rzut poziomy i ukośny. 4 Opis ruchu po okręgu. 2 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (2) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (2) 1 2

3 3. Siła jako przyczyna zmian ruchu 14 Liczba godz. Klasyfikacja poznanych oddziaływań. Zasady dynamiki Newtona. 2 Ogólna postać drugiej zasady dynamiki. 2 Zasada zachowania pędu dla układu ciał. 1 Tarcie. 1 Wyznaczenie współczynnika tarcia kinetycznego za pomocą równi pochyłej (doświadczenie 1 4). Siły w ruchu po okręgu. 1 Badanie ruch po okręgu (doświadczenie 5). 1 Opis ruchu w układach nieinercjalnych. 2 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (3) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (3) 1 4. Praca, moc, energia - 10 Liczba godz Iloczyn skalarny dwóch wektorów (zadania). 1 Praca, moc i sprawność. 2 Energia mechaniczna. Rodzaje energii mechanicznej. 1 Zasada zachowania energii mechanicznej. 2 Powtórzenie 2 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (4) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (4) 1 5. Zjawiska hydrostatyczne 6 Liczba godz Ciśnienie hydrostatyczne. Prawo Pascala. Prawo Archimedesa. 1 Zastosowanie prawa Archimedesa do wyznaczania gęstości 2 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (5) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (5) 1 Sprawdzian maturalny (M1) 2 lekcje + przerwa 6. Pole grawitacyjne - 14 Liczba godz O odkryciach Kopernika i Keplera. 1 Prawo powszechnej grawitacji. 1 Pierwsza prędkość kosmiczna. 1 Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym. 1 Natężenie pola grawitacyjnego. 1 Praca w polu grawitacyjnym. 1 Energia potencjalna ciała w polu grawitacyjnym. 2 Druga prędkość kosmiczna. 1 Stan przeciążenia. Stany nieważkości i niedociążenia. 2 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (6) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (6) 1 Sprawdzian maturalny (M2) 2 lekcje + przerwa 3

4 7. Bryła sztywna - 12 Liczba godz Iloczyn wektorowy dwóch wektorów (zadania). 1 Ruch obrotowy bryły sztywnej. Energia kinetyczna bryły sztywnej. 2 Przyczyny zmian ruchu obrotowego. Moment siły. Moment pędu bryły sztywnej. 2 Analogie występujące w opisie ruchu postępowego i obrotowego. 1 Złożenie ruchu postępowego i obrotowego toczenie. 1 Sprawdzenie drugiej zasady dynamiki dla ruchu obrotowego (doświadczenie 6) 2 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (7) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (7) 1 Sprawdzian maturalny (M3) 2 lekcje + przerwa 8. Ruch harmoniczny i fale mechaniczne - 20 Liczba godz Model oscylatora harmonicznego. Matematyczny opis ruchu harmonicznego. 3 Wahadło matematyczne. 1 Wyznaczenie wartości przyspieszenia ziemskiego (doświadczenie 7). 1 Drgania wymuszone i rezonansowe. 1 Właściwości sprężyste ciał stałych. 1 Pojęcie fali. Fale podłużne i poprzeczne. Wielkości charakteryzujące fale. 1 Funkcja falowa dla fali płaskiej. 1 Interferencja fal o jednakowych amplitudach i częstotliwościach. 2 Pomiar częstotliwości podstawowej drgań struny (doświadczenie 8). 1 Zasada Huygensa. Zjawisko dyfrakcji. 1 Interferencja fal harmonicznych wysyłanych przez identyczne źródła. 1 Fale akustyczne. 1 Zjawisko Dopplera. 2 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (8) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (8) 1 Sprawdzian maturalny (M4) 2 lekcje + przerwa 9. Zjawiska termodynamiczne - 19 Liczba godz Mikroskopowe modele ciał makroskopowych. Gazy. Ciecze. Ciała stałe. Temperatura. 2 Zerowa zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna. Ciepło. Pierwsza zasada termodynamiki. Równanie stanu gazu doskonałego. Równanie Clapeyrona. 1 Praca siły zewnętrznej przy zmianie objętości gazu. 1 Przemiany gazu doskonałego. 3 Ciepło właściwe i molowe. 1 Przemiana adiabatyczna. 1 Silniki cieplne. Cykl Carnota. Druga zasada termodynamiki. 2 Przemiany fazowe. 2 Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy lub ciała stałego (doświadczenie 9). 1 Rozszerzalność termiczna ciał. 1 Transport energii przez przewodzenie i konwekcję. 1 Powtórzenie 1 4

5 Liczba godz Sprawdzian wiedzy i umiejętności (9) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (9) 1 Sprawdzian maturalny M5 2 lekcje + przerwa 10. Pole elektryczne - 17 Liczba godz Prawo Coulomba. Elektryzowanie ciał. Zasada zachowania ładunku. 1 Natężenie pola elektrostatycznego. Zasada superpozycji natężeń pól. 2 Przewodnik naelektryzowany. 1 Praca w polu elektrostatycznym: jednorodnym i centralnym. 2 Energia potencjalna cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym. 1 Wzór ogólny na pracę w polu elektrostatycznym. 1 Rozkład ładunku na powierzchni przewodnika. Przewodnik w polu elektrostatycznym. 1 Badanie kształtu linii pola elektrostatycznego (doświadczenie 10) 1 Pojemność elektryczna ciała przewodzącego Kondensator. 1 Pojemność kondensatora płaskiego. 1 Energia naładowanego kondensatora. 1 Dielektryk w polu elektrostatycznym. 1 Powtórzenie 1 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (10) 1 Omówienie błędów sprawdzianu (10) 1 5

6 SZCZEGÓŁOWY ROZKŁAD MATERIAŁU I PLAN WYNIKOWY Uwaga. Treści podstawowe = ocena 2; treści rozszerzone = ocena 3 lub 4 (w zależności od stopnia opanowania); treści dopełniające = ocena 5 lub 6 (w zależności od stopnia opanowania). 1. Lekcja organizacyjna. 2. Sprawdzian (1) test diagnostyczny wiedzy po gimnazjum i 1 klasie liceum 1 lekcja. 1. Niepewności pomiarowe - 4 lekcje Nr 3 Wiadomości wymienić przykłady pomiarów bezpośrednich wstępne. (prostych), Niepewności odróżnić błędy od niepewności, pomiarów odróżnić błędy grube od błędów systematycznych, bezpośrednich. wymienić sposoby eliminowania błędów pomiaru, wskazać źródła występowania niepewności pomiarowych, odczytywać wskazania przyrządów pomiarowych, ocenić dokładność przyrządu. 4 Niepewności wymienić przykłady pomiarów pośrednich pomiarów pośrednich. (złożonych). 5 Graficzne przedstawianie wyników pomiarów. 6, 7 Opis rozkładu normalnego (dośw. 1) obliczyć odchylenie standardowe pojedynczego pomiaru, podać wynik pomiaru w postaci x ± x. obliczyć niepewność względną pomiaru. oszacować niepewność pomiaru pośredniego metodą najmniej korzystnego przypadku. przedstawić graficznie wyniki pomiarów wraz z niepewnościami, dopasować graficznie prostą do punktów pomiarowych i ocenić trafność tego postępowania, odczytać z dopasowanego graficznie wykresu współczynnik kierunkowy prostej. obliczyć odchylenie standardowe średniej dla każdej serii pomiarów. dopasować prostą do wyników pomiarów, obliczyć współczynnik kierunkowy prostej dopasowanej do punktów pomiarowych. 6

7 2. Opis ruchu postępowego Dodawanie i odejmowanie wektorów, iloczyn skalarny i wektorowy. 9 pojęcia i wielkości fizyczne opisujące ruch. podać przykłady wielkości fizycznych skalarnych i wektorowych, wymienić cechy wektora, dodać wektory, odjąć wektor od wektora, pomnożyć i podzielić wektor przez liczbę, rozłożyć wektor na składowe o dowolnych kierunkach, obliczyć współrzędne wektora w dowolnym układzie współrzędnych, zapisać równanie wektorowe w postaci równań skalarnych w obranym układzie współrzędnych. podzielić ruchy na postępowe i obrotowe i objaśnić różnice między nimi, posługiwać się pojęciami: szybkość średnia i chwilowa, droga, położenie, przemieszczenie, prędkość średnia i chwilowa, przyspieszenie średnie i chwilowe, obliczać szybkość średnią, narysować wektor położenia ciała w układzie współrzędnych, narysować wektor przemieszczenia ciała w układzie współrzędnych, odróżnić zmianę położenia od przebytej drogi, podać warunki, przy których wartość przemieszczenia jest równa przebytej drodze, narysować prędkość chwilową jako wektor styczny do toru. zilustrować przykładem każdą z cech wektora, mnożyć wektory skalarnie i wektorowo, odczytać z wykresu cechy wielkości wektorowej. zdefiniować: szybkością średnią i chwilową, przemieszczenie, prędkość średnią i chwilową, przyspieszenie średnie i chwilowe, skonstruować wektor przyspieszenia w ruchu prostoliniowym przyspieszonym, opóźnionym i w ruchu krzywoliniowym. wyprowadzić wzór na wartość przyspieszenia dośrodkowego, przeprowadzić dyskusję problemu przyspieszenia w ruchach zmiennych krzywoliniowych. 7

8 10-11 Spadek swobodny i rzut pionowy. 12 Wyznaczenie wartości przyspieszenia w ruchu jednostajnie przyspieszonym (dośw. 2). zdefiniować ruch prostoliniowy jednostajny, obliczać szybkość, drogę i czas w ruchu prostoliniowym jednostajnym, sporządzać wykresy s(t) i v(t) oraz odczytywać z wykresu wielkości fizyczne, obliczyć drogę przebytą w czasie t ruchem jednostajnie przyspieszonym i opóźnionym, obliczać szybkość chwilową w ruchach jednostajnie przyspieszonych i opóźnionych, porównać zwroty wektorów prędkości i przyspieszenia w ruchu po linii prostej i stwierdzić, że w przypadku ruchu przyspieszonego wektory v i a mają zgodne zwroty, a w przypadku ruchu opóźnionego mają przeciwne zwroty. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, sporządzić odpowiedni układ współrzędnych (podpisać i wyskalować osie, zaznaczyć jednostki wielkości fizycznych), zaznaczyć w układzie współrzędnych punkty wraz z niepewnościami, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. wyprowadzić i zinterpretować wzory przedstawiające zależności od czasu współrzędnej położenia i prędkości dla ruchów jednostajnych, sporządzać wykresy tych zależności, objaśnić, co to znaczy, że ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym i jednostajnie opóźnionym (po linii prostej), wyprowadzić i zinterpretować wzory przedstawiające zależności od czasu: współrzędnych położenia, prędkości i przyspieszenia dla ruchów jednostajnie zmiennych po linii prostej, sporządzać wykresy tych zależności, zinterpretować pole powierzchni odpowiedniej figury na wykresie v x (t) jako drogę w dowolnym ruchu, zmieniać układ odniesienia i opisywać ruch z punktu widzenia obserwatorów w każdym z tych układów, rozwiązywać zadania dotyczące ruchów jednostajnych i jednostajnie zmiennych. dopasować graficznie prostą do punktów pomiarowych i ocenić trafność tego postępowania, odczytać z dopasowanego graficznie wykresu współczynnik kierunkowy prostej, podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. rozwiązywać problemy dotyczące składania ruchów. samodzielnie zaproponować inną metodę wyznaczenia przyspieszenia. 8

9 13 Wyznaczenie wartości przyspieszenia ziemskiego (dośw. 3) Rzut poziomy i ukośny. 18, 19 Opis ruchu po okręgu. 20 Powtórzenie. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. opisać rzut poziomy, jako ruch złożony ze spadania swobodnego i ruchu jednostajnego w kierunku poziomym, objaśnić wzory opisujące rzut poziomy, objaśnić wzory opisujące rzut ukośny. wyrazić szybkość liniową przez okres ruchu i częstotliwość, posługiwać się pojęciem szybkości kątowej, wyrazić szybkość kątową przez okres ruchu i częstotliwość, stosować miarę łukową kąta, zapisać związek pomiędzy szybkością liniową i kątową. 21, 22 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (2) i omówienie błędów sprawdzianu (2) podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. opisać matematycznie rzut poziomy, obliczyć wartość prędkości chwilowej ciała rzuconego poziomo lub ukośnie i ustalić jej kierunek, obliczyć zasięg w rzucie poziomym i ukośnym, wyjaśnić zależność zasięgu od kąta rzutu ukośnego, obliczyć maksymalne wzniesienie w rzucie ukośnym i wyjaśnić jego zależność od kąta rzutu, rozwiązywać zadania dotyczące rzutu poziomego. wyprowadzić związek między szybkością liniową i kątową, przekształcać wzór na wartość przyspieszenia dośrodkowego i zapisać różne postacie tego wzoru, rozwiązywać problemy dotyczące ruchu jednostajnego po okręgu. samodzielnie zaproponować inną metodę wyznaczenia przyspieszenia. rozwiązywać zadania dotyczące rzutu ukośnego, zaproponować i wykonać doświadczenie pokazujące, że czas spadania ciała rzuconego poziomo z pewnej wysokości jest równy czasowi spadania swobodnego z tej wysokości. 9

10 3. Siła jako przyczyna zmian ruchu 14 23, 24 Klasyfikacja poznanych oddziaływań. Zasady dynamiki Newtona. dokonać klasyfikacji oddziaływań na wymagające bezpośredniego kontaktu i oddziaływania na odległość, wymienić wzajemność jako cechę wszystkich oddziaływań, objaśnić stwierdzenia: siła jest miarą oddziaływania, o zachowaniu ciała decyduje zawsze siła wypadkowa wszystkich sił działających na to ciało, wypowiedzieć treść zasad dynamiki, wskazywać źródło siły i przedmiot jej działania, rysować siły wzajemnego oddziaływania ciał. posługiwać się pojęciem pędu, zapisać i objaśnić ogólną postać II zasady dynamiki. wypowiedzieć zasadę zachowania pędu. 25, 26 Ogólna postać drugiej zasady dynamiki. 27 Zasada zachowania pędu dla układu ciał. 28 Tarcie. rozróżnić pojęcia siły tarcia statycznego i kinetycznego, rozróżnić współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego, zapisać wzory na wartości sił tarcia kinetycznego i statycznego. stosować poprawnie zasady dynamiki, posługiwać się pojęciem układu inercjalnego, rozwiązywać problemy, stosując zasady dynamiki. stosować ogólną postać II zasady dynamiki, objaśnić pojęcie środka masy. znajdować graficznie pęd układu ciał, obliczać wartość pędu układu ciał, zdefiniować współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego, sporządzić i objaśnić wykres zależności wartości siły tarcia od wartości siły działającej równolegle do stykających się powierzchni dwóch ciał, rozwiązywać problemy dynamiczne z uwzględnieniem siły tarcia posuwistego. znajdować położenie środka masy układu dwóch ciał. stosować zasadę zachowania pędu do rozwiązywania zadań. 10

11 29 Wyznaczenie współczynnika tarcia kinetycznego za pomocą równi pochyłej (dośw. 4). 30 Siły w ruchu po okręgu. 31 Badanie ruchu po okręgu (dośw. 5) Opis ruchu w układach nieinercjalnych. 34 Powtórzenie. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. sformułować warunek ruchu jednostajnego po okręgu z punktu widzenia obserwatora w układzie inercjalnym (działanie siły dośrodkowej stanowiącej wypadkową wszystkich sił działających na ciało), objaśnić wzór na wartość siły dośrodkowej. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. rozróżnić układy inercjalne i nieinercjalne, posługiwać się pojęciem siły bezwładności. 35, 36 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (3) i omówienie błędów sprawdzianu (3) podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. stosować zasady dynamiki do opisu ruchu po okręgu, rozwiązywać problemy dynamiczne dotyczące ruchu po okręgu. podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. potrafi opisywać przykłady zagadnień dynamicznych w układach nieinercjalnych (siły bezwładności). samodzielnie zaproponować inną metodę wyznaczenia przyspieszenia. 11

12 4. Praca, moc, energia Iloczyn skalarny (zadania). 38 Praca, moc i sprawność. 39 Energia mechaniczna i jej rodzaje. 40, 41 Zasada zachowania energii mechanicznej. 42 Powtórzenie. obliczyć iloczyn skalarny dwóch wektorów. obliczać pracę stałej siły, obliczać moc urządzeń. obliczać energię potencjalną ciała w pobliżu Ziemi, obliczać energię kinetyczną ciała, wyprowadzić wzór na energię potencjalną ciała w pobliżu Ziemi, korzystając z definicji pracy, zapisać i objaśnić wzór na energię kinetyczną ciała. podać przykłady zjawisk, w których jest spełniona zasada zachowania energii. 43, 44 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (4) i omówienie błędów sprawdzianu (4) zdefiniować iloczyn.skalarny dwóch wektorów, podać cechy iloczynu skalarnego. zdefiniować pracę stałej siły jako iloczyn skalarny siły i przemieszczenia, obliczać chwilową moc urządzeń. objaśnić pojęcia: układ ciał, siły wewnętrzne w układzie ciał, siły zewnętrzne dla układu ciał, sformułować i objaśnić definicję energii potencjalnej układu ciał, posługiwać się pojęciem siły zachowawczej, rozwiązywać zadania, korzystając ze związków: E m = W z, E p = W siły zewn. równoważącej siłę wewn., E p = W w, E k = W Fwyp.. rozwiązywać zadania, korzystając ze związku: E m = W z, zapisać i objaśnić zasadę zachowania energii, stosować zasadę zachowania energii i pędu do opisu zderzeń, stosować zasadę zachowania energii do rozwiązywania zadań. podać sposób obliczania pracy siły zmiennej. wyprowadzić wzór na energię kinetyczną. wyprowadzić zasadę zachowania energii dla układu ciał, 12

13 5. Zjawiska hydrostatyczne 7 45 Ciśnienie hydrostatyczne. Prawo Pascala. Prawo Archimedesa. 46, 47 Zastosowanie prawa Archimedesa do wyznaczania gęstości. 48 Powtórzenie. zdefiniować ciśnienie, objaśnić pojęcie ciśnienia hydrostatycznego, objaśnić prawo Pascala, objaśnić prawo naczyń połączonych, podać i objaśnić prawo Archimedesa. skorzystać z prawa Archimedesa do wyznaczania gęstości ciał stałych i cieczy. 49, 50 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (5) i omówienie błędów sprawdzianu (5). wyjaśnić, na czym polega zjawisko paradoksu hydrostatycznego, objaśnić zasadę działania urządzeń, w których wykorzystano prawo Pascala, objaśnić sposób wykorzystania prawa naczyń połączonych do wyznaczania gęstości cieczy, objaśnić warunki pływania ciał. rozwiązywać zadania, stosując prawa Archimedesa. rozwiązywać problemy z hydrostatyki. wyprowadzić prawo Archimedesa. 51, 52 Sprawdzian maturalny (M1) 2 lekcje + przerwa Nr 6. Pole grawitacyjne O odkryciach Kopernika i Keplera. przedstawić założenia teorii heliocentrycznej sformułować i objaśnić treść praw Keplera opisać ruchy planet Układu Słonecznego. zastosować trzecie prawo Keplera do planet Układu Słonecznego i każdego układu satelitów krążących wokół tego samego ciała. przygotować prezentację na temat roli odkryć Kopernika i Keplera dla rozwoju fizyki i astronomii. 13

14 54 Prawo powszechnej grawitacji. 55 Pierwsza prędkość kosmiczna. 56 Oddziaływania grawitacyjne w Układzie Słonecznym. 57 Natężenie pola grawitacyjnego. sformułować i objaśnić prawo powszechnej grawitacji, podać przykłady zjawisk, do opisu których stosuje się prawo grawitacji, na podstawie prawa grawitacji wykazać, że w pobliżu Ziemi na każde ciało o masie 1 kg działa siła grawitacji o wartości około 10 N. zdefiniować pierwszą prędkość kosmiczną i podać jej wartość dla Ziemi. wie, że dla wszystkich planet Układu Słonecznego siła grawitacji słonecznej jest siłą dośrodkową. wyjaśnić pojęcie pola grawitacyjnego i linii pola, przedstawić graficznie pole grawitacyjne, poprawnie wypowiedzieć definicję natężenia pola grawitacyjnego, odpowiedzieć na pytanie: Od czego zależy wartość natężenia centralnego pola grawitacyjnego w danym punkcie? wyjaśnić, dlaczego pole grawitacyjne w pobliżu Ziemi uważamy za jednorodne. podać sens fizyczny stałej grawitacji, wyprowadzić wzór na wartość siły grawitacji na planecie o danym promieniu i gęstości, przedstawić rozumowanie prowadzące od III prawa Keplera do prawa grawitacji Newtona. uzasadnić, że satelita tylko wtedy może krążyć wokół Ziemi po orbicie w kształcie okręgu, gdy siła grawitacji stanowi siłę dośrodkową, wyprowadzić wzór na wartość pierwszej prędkości kosmicznej, wyprowadzić wzór na masę źródła pola grawitacyjnego, posiadającego satelitę. obliczać (szacować) wartości sił grawitacji, którymi oddziałują wzajemnie ciała niebieskie, porównywać okresy obiegu planet, znając ich średnie odległości od Słońca, porównywać wartości prędkości ruchu obiegowego planet Układu Słonecznego. obliczać wartość natężenia pola grawitacyjnego, sporządzić wykres zależności (r) dla r R, rozwiązywać problemy, stosując ilościowy opis pola grawitacyjnego. opisać oddziaływanie grawitacyjne wewnątrz Ziemi, omówić różnicę między ciężarem ciała, a siłą grawitacji, przygotować prezentację na temat roli Newtona w rozwoju nauki. wyjaśnić, w jaki sposób badania ruchu ciał niebieskich i odchyleń tego ruchu od wcześniej przewidywanego, mogą doprowadzić do odkrycia nieznanych ciał niebieskich. wyprowadzić wzór na wartość natężenia pola grawitacyjnego wewnątrz jednorodnej kuli danej gęstości przygotować wypowiedź na temat natężenie pola grawitacyjnego, a przyspieszenie grawitacyjne. 14

15 58 Praca w polu grawitacyjnym. 59, 60 Energia potencjalna ciała w polu grawitacyjnym. 61 Druga prędkość kosmiczna. 62, 63 Stan przeciążenia. Stany nieważkości i niedociążenia. 64 Powtórzenie. wykazać, że jednorodne pole grawitacyjne jest polem zachowawczym. odpowiedzieć na pytania: Od czego zależy grawitacyjna energia potencjalna ciała w polu centralnym? Jak zmienia się grawitacyjna energia potencjalna ciała podczas zwiększania jego odległości od Ziemi? objaśnić wzór na wartość drugiej prędkości kosmicznej, obliczyć wartość drugiej prędkości kosmicznej dla Ziemi. podać przykłady występowania stanu przeciążenia, niedociążenia i nieważkości. 65, 66 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (6) i omówienie błędów sprawdzianu (6). podać i objaśnić wyrażenie na pracę siły grawitacji w centralnym polu grawitacyjnym, obliczać pracę w polu grawitacyjnym, objaśnić wzór na pracę siły pola grawitacyjnego. zapisać wzór na zmianę grawitacyjnej energii potencjalnej ciała przy zmianie jego położenia w centralnym polu grawitacyjnym, poprawnie wypowiedzieć definicję grawitacyjnej energii potencjalnej. poprawnie sporządzić i zinterpretować wykres zależności E p (r). wyprowadzić wzór na wartość drugiej prędkości kosmicznej, opisać ruch ciała w polu grawitacyjnym w zależności od wartości nadanej mu prędkości, wyprowadzić wzór na promień Schwarzschilda. zdefiniować stan przeciążenia, niedociążenia i nieważkości, opisać (w układzie inercjalnym i nieinercjalnym) zjawiska występujące w rakiecie startującej z Ziemi i poruszającej się z przyspieszeniem zwróconym pionowo w górę. przeprowadzić rozumowanie wykazujące, że dowolne (statyczne) pole grawitacyjne jest polem zachowawczym. wykazać, że zmiana energii potencjalnej grawitacyjnej jest równa pracy wykonanej przez siłę grawitacyjną wziętej ze znakiem minus, wyjaśnić, dlaczego w polach niezachowawczych nie operujemy pojęciem energii potencjalnej. przygotować prezentację na temat ruchu satelitów w polu grawitacyjnym w zależności od wartości nadanej im prędkości. wyjaśnić, dlaczego stan nieważkości może występować tylko w układach nieinercjalnych, wyjaśnić, na czym polega zasada równoważnści, przygotować prezentację na temat wpływu stanów przeciążenia, niedociążenia i nieważkości na organizm człowieka. 67, 68 Sprawdzian maturalny (M2) 2 lekcje + przerwa 15

16 7. Bryła sztywna Iloczyn wektorowy (zadania). 70, 71 Ruch obrotowy bryły sztywnej. Energia kinetyczna bryły sztywnej. 72, 73 Przyczyny zmian ruchu obrotowego. Moment siły. Moment pędu bryły sztywnej. 74 Analogie występujące w opisie ruchu postępowego i obrotowego. podać przykład wielkości fizycznej, która jest iloczynem wektorowym dwóch wektorów. wymienić wielkości opisujące ruch obrotowy, posługiwać się pojęciami: szybkość kątowa średnia i chwilowa, prędkość kątowa średnia i chwilowa, przyspieszenie kątowe średnie i chwilowe, stosować regułę śruby prawoskrętnej do wyznaczenia zwrotu prędkości kątowej, zapisać i objaśnić wzór na energię kinetyczną bryły w ruchu obrotowym posługiwać się pojęciem momentu bezwładności. podać warunek zmiany stanu ruchu obrotowego bryły sztywnej, posługiwać się pojęciem momentu siły, podać treść zasad dynamiki ruchu obrotowego. zapisać iloczyn wektorowy dwóch wektorów, podać jego cechy (wartość, kierunek, zwrot), wyjaśnić, co to znaczy, że iloczyn wektorowy jest antyprzemienny. zdefiniować: szybkość kątową średnią i chwilową, prędkość kątową średnią i chwilową, przyspieszenie kątowe średnie i chwilowe, opisać matematycznie ruch obrotowy: jednostajny, jednostajnie przyspieszony, jednostajnie opóźniony, zapisać i objaśnić związek między wartościami składowej stycznej przyspieszenia liniowego i przyspieszenia kątowego, podać definicję momentu bezwładności bryły, obliczać momenty bezwładności brył względem ich osi symetrii, obliczać energię kinetyczną bryły obracającej się wokół osi symetrii, stosować twierdzenie Steinera. zdefiniować moment siły, obliczać wartości momentów sił działających na bryłę sztywną, znajdować ich kierunek i zwrot, znajdować wypadkowy moment sił działających na bryłę, rozwiązywać zadania, stosując zasady dynamiki ruchu obrotowego. przedstawić analogie występujące w dynamicznym opisie ruchu postępowego i obrotowego, rozwiązywać zadania, stosując zasady dynamiki ruchu obrotowego. wyprowadzić związek między wartościami składowej stycznej przyspieszenia liniowego i przyspieszenia kątowego, wyprowadzić wzór na energię kinetyczną bryły w ruchu obrotowym, wyjaśnić, dlaczego energie kinetyczne bryły obracającej się ztaką samą szybkością kątową wokół różnych osi obrotu (równoległych do osi symetrii bryły) są różne. 16

17 75 Złożenie ruchu postępowego i obrotowego toczenie. 76, 77 Sprawdzenie II zasady dynamiki dla ruchu obrotowego (dośw. 6). 78 Powtórzenie. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, sporządzić odpowiedni układ współrzędnych (podpisać i wyskalować osie, zaznaczyć jednostki wielkości fizycznych), zaznaczyć w układzie współrzędnych punkty wraz z niepewnościami, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. 79, 80 Sprawdzian wiedzy i umiejętności (7) i omówienie błędów sprawdzianu (7). opisać toczenie bez poślizgu, jako złożenie ruchu postępowego bryły i jej ruchu obrotowego wokół środka masy, opisać toczenie, jako ruch obrotowy wokół chwilowej osi obrotu, znajdować prędkość punktów toczącej się bryły, jako wypadkową prędkości jej ruchu postępowego i obrotowego wokół środka masy, obliczać energię kinetyczną toczącej się bryły, zapisać równania ruchu postępowego i obrotowego toczącej się bryły sztywnej. dopasować graficznie prostą do punktów pomiarowych i ocenić trafność tego postępowania, odczytać z dopasowanego graficznie wykresu współczynnik kierunkowy prostej, podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. 81, 82 Sprawdzian maturalny (M3) 2 lekcje + przerwa 17

18 Ruch harmoniczny i fale mechaniczne - 20 Model oscylatora harmonicznego. Matematyczny opis ruchu harmonicznego. 86 Wahadło matematyczne. 87 Wyznaczenie wartości przyspieszenia ziemskiego (dośw.7). 88 Drgania wymuszone i rezonansowe. 89 Właściwości sprężyste ciał stałych. wymienić przykłady ruchu drgającego w przyrodzie, wymienić i zdefiniować pojęcia służące do opisu ruchu drgającego, zapisać i objaśnić związek siły, pod wpływem której odbywa się ruch harmoniczny, z wychyleniem ciała z położenia równowagi. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. podać sens fizyczny współczynnika sprężystości. obliczyć współrzędne położenia, prędkości, przyspieszenia i siły w ruchu harmonicznym, rozkładając ruch punktu materialnego po okręgu na dwa ruchy składowe, sporządzić i objaśnić wykresy zależności współrzędnych położenia, prędkości i przyspieszenia od czasu, obliczać pracę i energię w ruchu harmonicznym. rozwiązywać zadania dotyczące wahadła matematycznego. podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. wyjaśnić, na czym polega zjawisko rezonansu. podać przykłady praktycznego wykorzystania właściwości sprężystych ciał, podać treść prawa Hooke a objaśnić wykres zależności ( ). wyprowadzić wzór na okres drgań w ruchu harmonicznym. wykazać, że ruch wahadła matematycznego jest ruchem harmonicznym dla małych kątów wychylenia wahadła z położenia równowagi. samodzielnie zaproponować inną metodę wyznaczenia przyspieszenia. 18

19 90 Pojęcie fali. Fale podłużne i poprzeczne. Wielkości charakteryzujące fale. 91 Funkcja falowa dla fali płaskiej. 92, 93 Interferencja fal o jednakowych amplitudach i częstotliwościach. 94 Pomiar częstotliwości podstawowej drgań struny (dośw. 8). 95 Zasada Huygensa. Zjawisko dyfrakcji. 96 Interferencja fal harmonicznych wysyłanych przez identyczne źródła. wyjaśnić, na czym polega rozchodzenie się fali mechanicznej, wymienić i objaśnić wielkości charakteryzujące fale, podać przykład fali poprzecznej i podłużnej. wyjaśnić pojęcie interferencji fal. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, sporządzić tabelę wyników pomiaru, obliczyć wartości średnie wielkości mierzonych, zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. wyjaśnić zasadę Huygensa. wyjaśnić zjawisko dyfrakcji. wyjaśnić pojęcie interferencji fal. rozwiązywać problemy dotyczące ruchu falowego. zinterpretować funkcję falową dla fali płaskiej, rozwiązywać problemy dotyczące ruchu falowego. matematycznie opisać interferencję dwóch fal o jednakowych amplitudach i częstotliwościach, opisać fale stojące, wyjaśnić pojęcie spójności fal, rozwiązywać problemy dotyczące ruchu falowego. podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, oszacować wielkość błędów systematycznych, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik doświadczenia jest realny, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. rozwiązywać problemy dotyczące zjawiska dyfrakcji. opisać fale stojące, rozwiązywać problemy dotyczące instrumentów strunowych i piszczałek. wyprowadzić warunki wzmocnienia i wygaszania w przypadku interferencji fal harmonicznych wysyłanych przez identyczne źródła. 19

20 97 Fale akustyczne. 98, 99 Zjawisko Dopplera. 100 Powtórzenie opisać fale akustyczne, wyjaśniać pojęcia: natężenie dźwięku i poziom natężenia dźwięku. opisać sytuację, w której występuje zjawisko Dopplera. Sprawdzian wiedzy i umiejętności (8) i omówienie błędów sprawdzianu (8). rozwiązywać zadania dotyczące natężenia i poziomu natężenia dźwięku. rozwiązywać zadania dotyczące efektu Dopplera w przypadku poruszającego się źródła i nieruchomego obserwatora. 103, 104 Sprawdzian maturalny (M4) 2 lekcje + przerwa Nr Zjawiska termodynamiczne - 21 Mikroskopowe modele ciał makroskopowych. Gazy. Ciecze. Ciała stałe. Temperatura. 0 zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna. Ciepło. I zasada termodynamiki. wymienić właściwości gazów, wyjaśnić, na czym polega zjawisko dyfuzji, wymienić właściwości cieczy i ciał stałych. zapisać związek temperatury ciała ze średnią energią kinetyczną jego cząsteczek, zdefiniować energię wewnętrzną i ciepło, przeliczać temperaturę ze skali Celsjusza na skalę Kelvina i odwrotnie. opisać skutki działania sił międzycząsteczkowych, wyjaśnić zjawiska menisku, wypowiedzieć i objaśnić zerową i pierwszą zasadę termodynamiki. wypowiedzieć i objaśnić zerową i pierwszą zasadę termodynamiki, rozwiązywać zadania, stosując pierwszą zasadę termodynamiki. wyjaśnić co to znaczy, że energia wewnętrzna jest funkcją stanu. 20

21 107 Równanie stanu gazu doskonałego. Równanie Clapeyrona. 108 Praca siły zewnętrznej przy zmianie objęto ści gazu. Przemiany gazu doskonałego. 112 Ciepło właściwe i molowe. 113 Przemiana adiabatyczna. 114 Silniki cieplne. 115 Cykl Carnota. Druga zasada termodynamiki Przemiany fazowe. Bilans cieplny. opisać założenia teorii kinetycznomolekularnej gazów, objaśnić pojęcie gazu doskonałego, zapisać i objaśnić równanie stanu gazu doskonałego. wyjaśnić pojęcie pracy przy zmianie objętości gazu. wymienić i opisać przemiany gazowe. posługiwać się pojęciami ciepła właściwego i ciepła molowego. wyjaśnić pojęcie przemiany adiabatycznej. opisać zasadę działania silnika cieplnego, wymienić przemiany, z których składa się cykl Carnota. opisać zjawiska: topnienia, krzepnięcia, parowania, skraplania, sublimacji, resublimacji, wrzenia i skraplania w temperaturze wrzenia, zapisać i objaśnić równanie Clapeyrona. zapisać i objaśnić wzór na ciśnienie gazu (podstawowy wzór teorii kinetyczno- molekularnej). skorzystać z równania stanu gazu doskonałego i równania Clapeyrona, opisując przemiany gazu (izotermiczną, izobaryczną, izochoryczną, adiabatyczną), sporządzać i interpretować wykresy, np. p(v), p(t), V(T), dla wszystkich przemian, obliczać pracę objętościową i ciepło w różnych przemianach gazu doskonałego, rozwiązywać problemy, stosując ilościowy opis przemian gazu doskonałego. opisać przemianę adiabatyczną i porównać ją z izotermiczną. sporządzić wykres p(v) dla cyklu Carnota i opisać go, zdefiniować sprawność silnika cieplnego. zapisać wzór na sprawność idealnego silnika Carnota, obliczać sprawności silników cieplnych, zdefiniować wielkości fizyczne opisujące te procesy, sporządzać i interpretować odpowiednie wykresy, opisać przemiany energii w tych zjawiskach, rozwiązywać problemy dotyczące przejść fazowych stosując metodę bilansu cieplnego. wyprowadzić wzór na ciśnienie gazu w zbiorniku zamkniętym. zastosować pierwszą zasadę termodynamiki do opisu przemian gazowych, wyprowadzić związek między C p i C v. rozwiązywać problemy dotyczące drugiej zasady termodynamiki, na podstawie wykresów opisywać cykle przemian zachodzących w silnikach. 21

22 118 Wyznaczanie przygotować zestaw doświadczalny wg podać przyczyny ewentualnych błędów systematycznych, ciepła właściwego instrukcji, cieczy wykonać samodzielnie kolejne czynności, oszacować wielkość błędów systematycznych, lub ciała stałego (dośw. 9). obliczyć wartości średnie wielkości mieświadczenia jest realny, sporządzić tabelę wyników pomiaru, ocenić krytycznie, czy otrzymany wynik dorzonych, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z zapisać wynik pomiaru w postaci x ± x. doświadczenia. 119 Rozszerzalność omówić na przykładach zjawisko rozszerzalności obliczać zmiany objętości ciał spowodowane termiczna ciał. ciał. zmianami temperatury, zdefiniować współczynniki rozszerzalności liniowej i objętościowej, podać związek między współczynnikami rozszerzalności liniowej i objętościowej ciała stałego. 120 Transport energii podać przykłady ciał, które są dobrymi omówić doświadczenia, pozwalające zbadać zjawodzenie przez prze- przewodnikami ciepła i ciał, które źle wisko przewodnictwa cieplnego ciał stałych, cie- i przewodzą ciepło, czy i gazów oraz sformułować wnioski wynikające konwekcję. opisać zjawisko konwekcji w cieczach i z tych doświadczeń, gazach, wyjaśnić przyczyny różnic przewodnictwa cieplnego podać przykłady praktycznego wykorzystania różnych substancji na podstawie teorii kine- zjawiska konwekcji. tyczno-molekularnej, wyjaśnić, na czym polega zjawisko konwekcji. 121 Powtórzenie Sprawdzian wiedzy i umiejętności (9) i omówienie błędów sprawdzianu (9). samodzielnie zaproponować inną metodę wyznaczenia ciepła właściwego. objaśnić analogie między przewodzeniem ciepła i prądu elektrycznego. 124, 125 Sprawdzian maturalny (M5) 2 lekcje + przerwa 22

23 10. Pole elektryczne Prawo Coulomba. Elektryzowanie ciał. Zasada zachowania ładunku Natężenie pola elektrostatycznego. Zasada superpozycji natężeń pól. 129 Przewodnik naelektryzowany Praca w polu elektrostatycznym: jednorodnym i centralnym. 133 Energia potencjalna cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym. opisać oddziaływanie ciał naelektryzowanych, zapisać i objaśnić prawo Coulomba, wypowiedzieć i objaśnić zasadę zachowania ładunku, opisać i wyjaśnić sposoby elektryzowania ciał, posługując się zasadą zachowania ładunku. poprawnie wypowiedzieć definicję natężenia pola elektrostatycznego, przedstawić graficznie pole jednorodne i centralne, odpowiedzieć na pytanie: od czego zależy wartość natężenia centralnego pola elektrostatycznego w danym punkcie? opisać rozkład ładunku wprowadzonego na przewodnik. podać definicję elektronowolta, zapisać i objaśnić wzór ogólny na pracę wykonaną przy przesuwaniu ładunku przez siłę dowolnego pola elektrostatycznego. potrafi zapisać i objaśnić wzór na energię potencjalną elektrostatyczną ładunku. objaśnić pojęcie przenikalności elektrycznej ośrodka, obliczać wartości sił Coulomba, rozwiązywać zadania, stosując prawo Coulomba. sporządzić wykres E(r), korzystać z zasady superpozycji pól i opisać jakościowo pole wytworzone przez układ ładunków, posługiwać się pojęciem dipola elektrycznego, obliczyć wartość natężenia pola elektrycznego w środku dipola, opisać zachowane dipola w zewnętrznym, jednorodnym polu elektrostatycznym. obliczyć pracę siły pola jednorodnego i centralnego przy przesuwaniu ładunku. obliczyć energię potencjalną naładowanej cząstki w polu elektrostatycznym, rozwiązywać problemy, stosując ilościowy opis pola elektrostatycznego. wyprowadzić wzór ogólny na pracę w polu elektrostatycznym. wyprowadzić wzór na energię potencjalną ładunku w polu centralnym, 23

24 134 Rozkład ładunku na powierzchni przewodnika. Przewodnik w polu elektrostatycznym. 135 Badanie kształtu linii pola elektrostatycznego (dośw. 10) 136 Pojemność elektryczna ciała przewodzącego Kondensator. 137 Pojemność kondensatora płaskiego. 138 Energia naładowanego kondensatora. 139 Dielektryk w polu elektrostatycznym. 140 Powtórzenie opisać rozkład ładunku na różnych powierzchniach. przygotować zestaw doświadczalny wg instrukcji, wykonać samodzielnie kolejne czynności, wykonać rysunki kształtu linii pola elektrostatycznego w różnych, charakterystycznych sytuacjach. zdefiniować pojemność przewodnika i jednostkę pojemności i wymiar, wyjaśnić od czego zależy pojemność elektryczna? objaśnić pojęcie kondensatora. odpowiedzieć na pytanie: od czego i jak zależy pojemność kondensatora płaskiego? wyjaśnić wpływ dielektryka na pojemność kondensatora, objaśnić, od czego i jak zależy energia naładowanego kondensatora. Sprawdzian wiedzy i umiejętności (10) i omówienie błędów sprawdzianu (10). opisać wpływ pola elektrycznego na rozmieszczenie ładunków na przewodniku, wyjaśnić działanie piorunochronu i klatki Faradaya. ocenić krytycznie, czy otrzymane wyniki doświadczenia są realne, samodzielnie sformułować wnioski wynikające z doświadczenia. objaśnić pojęcie stałej dielektrycznej, wyjaśnić wpływ dielektryka na pojemność kondensatora. rozwiązywać zadania dotyczące pojemności układu kondensatorów. rozwiązywać zadania dotyczące pojemności i energii kondensatora płaskiego, opisać zjawiska zachodzące w dielektryku umieszczonym w polu elektrostatycznym. zaproponować doświadczenie sprawdzające rozkład ładunku na powierzchni przewodnika. Uwaga 1. Ostatni sprawdzian (10) zostanie zrobiony na początku klasy 3, jeśli zakończenie tego działu wypadnie po klasyfikacji rocznej. Uwaga 2. Jeśli okaże się, że pozostaną wolne godziny przed końcem roku szkolnego, to zostaną one przeznaczone na zadania przekrojowe typu maturalnego. 24