Fisica primo biennio

LICEO SCIENTIFICO STATALE “LORENZO MASCHERONI”
24124 BERGAMO (BG) Via A. Da ROSCIATE, 21/A
Tel. 035-237076 - Fax 035-234283
e-mail: [email protected]
sito internet: http://www.liceomascheroni.it
Cod.Mecc.BGPS05000B Cod.Fisc.95010190163
DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA
Anno scolastico 2016/2017
PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL PRIMO BIENNIO
secondo le indicazioni nazionali dei nuovi Liceo Scientifico e Liceo delle Scienze Applicate
OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO
Nel primo biennio si inizia a costruire il linguaggio della fisica classica (grandezze fisiche scalari e
vettoriali e unità di misura), abituando lo studente a semplificare e modellizzare situazioni reali, a
risolvere problemi e ad avere consapevolezza critica del proprio operato.
Al tempo stesso gli esperimenti di laboratorio consentiranno di definire con chiarezza il campo di
indagine della disciplina e di permettere allo studente di esplorare fenomeni (sviluppare abilità
relative alla misura) e di descriverli con un linguaggio adeguato (incertezze, cifre significative,
grafici). L’attività sperimentale lo accompagnerà lungo tutto l’arco del primo biennio, portandolo a
una conoscenza sempre più consapevole della disciplina anche mediante la scrittura di relazioni che
rielaborino in maniera critica ogni esperimento eseguito.
Attraverso lo studio dell’ottica geometrica, lo studente sarà in grado di interpretare i fenomeni della
riflessione e della rifrazione della luce e il funzionamento dei principali strumenti ottici.
Lo studio dei fenomeni termici definirà, da un punto di vista macroscopico, le grandezze
temperatura e quantità di calore scambiato introducendo il concetto di equilibrio termico e trattando
i passaggi di stato.
Lo studio della meccanica riguarderà problemi relativi all’equilibrio dei corpi e dei fluidi; i moti
saranno affrontati innanzitutto dal punto di vista cinematico giungendo alla dinamica con una prima
esposizione delle leggi di Newton, con particolare attenzione alla seconda legge. Dall’analisi dei
fenomeni meccanici, lo studente incomincerà a familiarizzare con i concetti di lavoro ed energia,
per arrivare ad una prima trattazione della legge di conservazione dell’energia meccanica totale.
Anno scolastico 2016-17
Fisica primo biennio
Pag. - 1 -
Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Dipartimento di Matematica-Fisica
Obiettivi dell’insegnamento della fisica, perseguiti in modo graduale coerentemente con lo sviluppo
cognitivo degli studenti, saranno quindi:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
osservare un fenomeno, descriverlo e formulare ipotesi esplicative;
individuare le variabili, gli elementi che devono restare costanti e quelli che sono trascurabili
in un esperimento;
ordinare e rappresentare graficamente i dati;
individuare relazioni di proporzionalità diretta e inversa e di dipendenza quadratica tra i
risultati di misura, in alcuni casi il valore dei coefficienti;
rendersi conto che una legge fisica è verificabile in laboratorio solo nei limiti dell'incertezza
della misura;
servirsi degli strumenti matematici noti per indagare i fenomeni (proporzioni, similitudini tra
figure equazioni di primo grado, sistemi lineari in due incognite, traslazioni d'assi e
cambiamento di scala, potenze, notazione esponenziale);
avviare all’acquisizione di un quadro organico della teoria di base, riguardante alcuni campi
di fenomeni;
risolvere problemi quantitativi elementari, allo scopo di recepire con chiarezza le idee e i
concetti teorici;
guidare alla valutazione delle potenzialità e dei limiti di un modello;
guidare alla comprensione dell'interazione reciproca tra il progresso scientifico e l'evoluzione
della società, considerata nei suoi aspetti tecnologico e ambientale.
LINEE METODOLOGICHE DI INSEGNAMENTO
A caratterizzare l'insegnamento della fisica saranno:
• una trattazione organica/sistematica dei vari capitoli della fisica, con formalizzazione
matematica e approfondimenti teorici;
• la discussione di alcuni concetti fondamentali e l'attenzione particolare al rigore delle diverse
teorie e impostazioni;
• esperimenti dimostrativi e altri quantitativi, sia presentati dalla cattedra, sia svolti in prima
persona dagli studenti, secondo le possibilità offerte dal laboratorio, con relativa rilevazione
dei dati, analisi degli stessi e rapporto a modelli teorico – matematici; questo perché il
laboratorio costituisce un momento significativo nell'insegnamento della fisica, sia in
riferimento al rapporto con il mondo fenomenico, sia rispetto al ruolo che ha nel processo di
indagine/controllo/riformulazione di ipotesi, sia per la rilevanza nella formazione degli allievi
(sviluppo di abilità logiche e pratiche);
• la risoluzione di problemi di varia difficoltà (che comportino l'applicazione di leggi in modo
consapevole, non la sola sostituzione di valori numerici in formula) e/o di test a risposta
aperta o a scelta multipla.
• l’avvio guidato alla consapevolezza che la scienza, anche la fisica, non si presenta come un
insieme statico di teorie, modelli e leggi, ma come un quadro di riferimento in continua
evoluzione e che la formazione e la trasformazione delle idee e dei metodi della scienza
tecnologica sono inserite in un processo complesso e articolato, in cui gli scambi non sono
unidirezionali.
Le diverse fasi del lavoro in classe possono essere così sintetizzate:
• presentazione di una situazione problematica mediante un'esperienza in laboratorio e/o l'indagine
storica e/o l'analisi teorica;
Anno scolastico 2016-17
Pag. - 2 -
Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Dipartimento di Matematica-Fisica
• sistemazione formale utilizzando gli strumenti matematici acquisiti;
• verifica delle leggi in laboratorio;
• problemi di rafforzamento.
MODALITÀ DI VALUTAZIONE
Il lavoro svolto sarà valutato attraverso:
*0 verifiche scritte;
*1 verifiche orali e/o verifiche scritte per l’orale;
*2 controllo del lavoro individuale e/o di gruppo.
In particolare per la valutazione si farà riferimento al numero di prove deliberato dal collegio
docenti e sarà considerata anche la capacità dello studente di partecipare in modo costruttivo al
lavoro di classe.
Bergamo, 9 Novembre 2016
I Docenti del Dipartimento di Matematica e Fisica - anno scolastico 2016 - 2017
Anno scolastico 2016-17
1. BELLOMO Alba
_____________________________
2. BETTONI Ferdinando
_____________________________
3. BRENA Alessandra
_____________________________
4. CHERILLO Michele
_____________________________
5. FERRARI Mariangela
_____________________________
6. FORNONI Mariateresa
_____________________________
7. GOGLIO Silveria
_____________________________
8. GRITTI Annamaria
______________________________
9. LUCCHINI Fabio
_____________________________
10. MARINONI Corrado
_____________________________
11. MATTINA Salvatore
_____________________________
12. MATTIOLI Laura
_____________________________
13. MORENI Stefania
_____________________________
14. MUSCO Loredana
_____________________________
15. PEZZOTTA Antonio
_____________________________
Pag. - 3 -
Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Anno scolastico 2016-17
Dipartimento di Matematica-Fisica
16. PEZZOTTA Paola
_____________________________
17. PREVITALI Patrizia
______________________________
18. RUGGERI Andrea
_____________________________
19. SIGNORELLI Paola
_____________________________
20. SOTTOCORNOLA Luca
_____________________________
21. TORCHITTI Angelo
_____________________________
Pag. - 4 -
Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Dipartimento di Matematica-Fisica
PROGRAMMAZIONE DEL PRIMO ANNO DI FISICA
Obiettivi classe prima
Conoscenze o argomenti
Esperienze possibili
Eseguire in modo corretto semplici misure. Associare ai dati ricavati
da una misura il risultato e l’incertezza assoluta. Stendere una
relazione del lavoro svolto nell’attività di laboratorio.
Il metodo scientifico. Concetto di misura, Misure di lunghezza, di aree e di
grandezze fondamentali e unità di misura. volumi, di massa, di temperatura e di
Sistema Internazionale di Misura.
tempo.
Notazione scientifica. Multipli e
sottomultipli. Strumenti di misura e loro
caratteristiche. Errori sistematici e casuali.
Errore assoluto e relativo. Arrotondamento
e cifre significative.
Determinare la misura di una grandezza derivata.
Riconoscere se due grandezze sono direttamente o inversamente
proporzionali.
Usare il foglio elettronico per raccogliere, ordinare e rappresentare
dati.
Propagazione degli errori.
Grandezze direttamente e inversamente
proporzionali e loro rappresentazioni
grafiche.
Misure indirette di densità, costante
elastica di una molla, posizione e
tempo (velocità), dilatazione termica
lineare.
Eventuale misura di altezze di volumi
uguali con aree di base diverse.
Determinazione indiretta dello
spessore della traccia lasciata da una
matita sul foglio
Saper distinguere le grandezze vettoriali da quelle scalari.
Scomporre una forza e calcolare o disegnare le sue componenti.
Calcolare la risultante di due o più forze.
Rappresentare il diagramma del corpo libero.
Risolvere semplici problemi di equilibrio mediante l’uso del calcolo
vettoriale; comprendere il ruolo delle forze d’attrito nella definizione
delle condizioni di equilibrio di un punto materiale.
Saper esaminare le condizioni di galleggiamento di un corpo.
Concetto intuitivo di forza. Grandezze
scalari e vettoriali.
Forza peso, forza elastica, forze d’attrito,
tensione e reazioni vincolari.
Equilibrio del punto materiale.
Equilibrio di corpo appoggiato su un piano
inclinato; attrito.
Equilibrio nei fluidi.
Costruzione del dinamometro;
parallelogramma delle forze.
Determinazione della costante elastica
della molla.
Piano inclinato, determinazione del
coefficiente d’attrito.
Spinta di Archimede, legge di Stevin e
principio di Pascal, apparecchio di
Pellat, emisferi di Magdeburgo
Anno scolastico 2016-17
Fisica primo biennio
Pag. - 5 -
Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Obiettivi classe prima
Dipartimento di Matematica-Fisica
Conoscenze o argomenti
Esperienze possibili
Saper interpretare i fenomeni dell’ottica geometrica e il
funzionamento dei principali strumenti ottici. Misurare la distanza
focale di una lente. Applicare la legge dei punti coniugati. Calcolare
l’ingrandimento di una lente.
Interpretare le leggi della riflessione e della Formazione di immagini con gli
rifrazione. Saper descrivere il
specchi. Verifica della seconda legge
funzionamento di strumenti ottici.
della rifrazione, verifica
dell'equazione dei punti coniugati
Saper descrivere i fenomeni di termologia. Saper risolvere facili
problemi.
Termologia: dilatazione, capacità termica
e calore specifico.
Dilatazione lineare, calorimetro delle
mescolanze e calore specifico.
Rilevazione della temperatura dal
ghiaccio all’acqua bollente.
Le parti scritte in corsivo esulano dagli obiettivi minimi
Anno scolastico 2016-17
Fisica primo biennio
Pag. - 6 -
Liceo Scientifico “L. Mascheroni”
Dipartimento di Matematica-Fisica
PROGRAMMAZIONE DEL SECONDO ANNO DI FISICA
Obiettivi classe seconda
Conoscenze o argomenti
Esperienze possibili
Cinematica: importanza del sistema di
Utilizzare il sistema di riferimento nello studio di un moto;
riferimento; distanza percorsa in funzione
calcolare grandezze cinematiche mediante le rispettive definizioni;
del tempo; velocità media e velocità
analizzare un moto attraverso grafici spazio-tempo, velocità-tempo
istantanea; accelerazione media e
e accelerazione-tempo.
accelerazione istantanea; leggi orarie del
moto rettilineo uniforme e uniformemente
accelerato, moto parabolico, moto circolare
uniforme.
Analisi di una corsa; Moto di una bolla
d’aria in acqua (gruppi);
Rotaia a cuscino d’aria; corpi in caduta
libera; corpo lanciato verticalmente;
moto parabolico.
Descrivere il moto di un corpo anche facendo riferimento alle
cause che lo producono; rappresentare il diagramma del corpo
libero.
Dinamica: principi della dinamica (esempi
di applicazioni: piano inclinato, corpo
lanciato; forze su corpi a contatto).
Rotaia a cuscino d’aria; (forza e
spostamento).
Calcolare il lavoro di forze applicate allo stesso corpo; descrivere
trasformazioni di energia da una forma all’altra;
saper applicare il principio di conservazione dell’energia
meccanica.
Lavoro ed energia: lavoro e potenza; energia Rotaia a cuscino d’aria (lavoro e
cinetica ed energia potenziale; trasferimento velocità); Energia nella caduta libera,
di energia; Principio di conservazione
verifica della conservazione dell’energia
dell’energia meccanica.
Saper descrivere i fenomeni di termologia. Saper risolvere facili
problemi.
Termologia: dilatazione, capacità termica e Dilatazione lineare, calorimetro delle
calore specifico.
mescolanze e calore specifico.
Rilevazione della temperatura dal
ghiaccio all’acqua bollente.
I temi suggeriti saranno sviluppati dall’insegnante secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le conoscenze
matematiche in possesso degli studenti e consentiranno di fare esperienza, in forma elementare ma rigorosa, del metodo di indagine specifico della
fisica, nei suoi aspetti sperimentali, teorici e linguistici.
Anno scolastico 2016-17
Fisica primo biennio
Pag. - 7 -