piano di lavoro di fisica iiia - FonoMe

PIANO DI LAVORO DI FISICA IIIA
A.S.:
2013-2014
SCUOLA:
LICEO SCIENTIFICO Pergola
CLASSE:
IIIA
TESTO:
John D. Cutnell Kenneth W. Johnson “Fisica.blu - Meccanica e onde con Physics in English” ed.
Zanichelli
DOCENTE:
prof.ssa SARA PEVERIERI
LIVELLO INIZIALE
/
FINALITA’ E OBIETTIVI DISCIPLINARI
Alla fine dell’anno di fisica gli alunni dovranno:
• conoscere e saper spiegare le leggi fisiche fondamentali inerenti la dinamica
• individuare i dati, i quesiti e le leggi coinvolti in semplici problemi;
• schematizzare tramite il diagramma di corpo libero i problemi fisici;
• saper usare le formule inverse ed i sistemi di equazioni;
• saper applicare conversioni tra unità di misura e saper usare le proprietà delle potenze;
• applicare le leggi studiate per risolvere semplici problemi fisici
• formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni fisici osservati.
• raccogliere dati attraverso l’osservazione diretta dei fenomeni naturali;
• inserire le conoscenze acquisite in un contesto organico.
• analizzare un fenomeno riuscendo ad individuare gli elementi significativi
• utilizzare semplici modelli per la descrizione e l’interpretazione di fenomeni complessi
• trarre semplici deduzioni teoriche;
• risolvere e semplificare problematiche semplici e complesse per stimolare le capacità critiche
• utilizzare con precisione il linguaggio specifico
• sviluppare capacità di elaborazione grafica e di calcolo su PC
L’attività di laboratorio dovrà portare gli allievi a:
• esaminare ed elaborare dati, leggere tabelle, grafici ed altra documentazione scientifica; acquisire capacità
operativa manuale con l’utilizzo di strumenti di calcolo e tecnologici (calcolatrice e computer);
• comprendere i procedimenti caratteristici dell’indagine scientifica ed il legame tra costruzione teorica e attività
sperimentale
• ricercare e approfondire argomenti specifici anche in modo autonomo
• favorire l'attività di gruppo e saper documentare per mezzo di relazioni tecniche il lavoro svolto.
• Acquisire consapevolezza e rispetto delle regole
ORGANIZZAZIONE ATTIVITA’ DIDATTICA
Il programma annuale verrà diviso in moduli e si utilizzerà il libro di testo come riferimento per le spiegazioni. Le ore
settimanali previste: 2h.
I nuovi argomenti verranno proposti tramite lezioni di tipo frontale dove la parte teorica e gli esercizi applicativi
verranno svolti contemporaneamente. Attenzione verrà dedicata al linguaggio tecnico che gli studenti dovranno sempre
più utilizzare. Per coinvolgere gli studenti si utilizzerà anche la lezione dialogata.
Per favorire l'apprendimento verranno assegnati diversi esercizi per casa (anche già svolti). Per favorire il recupero in
itinere ad ogni lezione, se richiesto, si procederà alla correzione degli esercizi assegnati.
Al termine di uno o più moduli verrà svolta una verifica scritta, mentre le interrogazioni avverranno contestualmente
allo svolgimento del programma. Per ogni modulo l'obbiettivo è cercare di portare ogni studente ad un livello di
conoscenze e competenze sufficiente.
Per quanto riguarda la gestione della classe si richiede la massima attenzione durante le spiegazioni e le interrogazioni;
sono ammesse poche uscite dall’aula e solo uno studente per volta.
Ogni studente ha per ogni quadrimestre una giustificazione, cumulabile nel caso non fosse usata durante il primo
quadrimestre. La giustificazione non potrà essere utilizzata per verifiche scritte e durante i mesi di chiusura lavori
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(dicembre, maggio, giugno). Ogni volta che l’alunno sarà interrogato verrà controllato anche il quaderno; talvolta si
controllerà se gli alunni hanno eseguito i compiti per casa.
Gli alunni saranno avvisati con un certo anticipo riguardo all’effettuazione di un compito in classe ma ciò non esclude
che non possano anche essere somministrate prove senza preavviso, qualora si presentasse la necessità. Inoltre gli
alunni sono a conoscenza che in ogni giorno di lezione si effettueranno le interrogazioni.
STRUMENTI E RISORSE
-
libro di testo: Cutnell Kenneth W. Johnson “Fisica.blu” e “L'Amaldi 2.0 – Onde” Ugo Amaldi Ed. Zanichelli
films e videocassette quando possibile
laboratorio di fisica
laboratorio di informatica
lavagna interattiva LIM
calcolatrici tascabili
articoli di riviste di divulgazione scientifica
fotocopie
sito web http://fonome.wordpress.com/
e-mail per interventi personalizzati e di recupero.
VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE
Le verifiche del primo anno del Liceo scientifico saranno orali, non meno di 2 per trimestre (uno dei due voti è
ottenibile con prova scritta) e non meno di 3 per pentamestre (uno dei tre voti è ottenibile con prova scritta) (vedi
POF).
Nelle prove scritte sarà assegnato un punteggio ad ogni quesito e questo sarà dichiarato nelle consegne allo studente. Lo
standard minimo di sufficienza (voto=6) si raggiunge con almeno il 50% del punteggio massimo. La gamma dei voti
andrà da 2 a 10. In caso di assenza dello studente alla prova scritta, lo studente ripeterà la verifica sugli stessi temi, se
non diversamente specificato, il primo giorno utile.
Le verifiche scritte saranno subito discusse in classe e i risultati verranno consegnati entro 14 giorni a partire dalla data
di svolgimento della prova.
Il docente potrà, a sua discrezione, accettare alunni volontari.
Le verifiche saranno su colloquio individuale argomentativi intergrato da esercizi e/o su interventi su esercitazioni
svolte, su cui si inseriranno le domande del docente.
Per ogni prova si valuteranno: la conoscenza degli argomenti, l’uso consapevole del calcolo, l’esposizione e l’uso
corretto dei termini specifici, l’applicazione delle conoscenze nei problemi assegnati, la rielaborazione personale.
Per garantire la dovuta trasparenza, agli alunni verrà comunicato l’esito delle prove orali di volta in volta; se necessario
integrare il voto, con ulteriori domande in giorno diverso dalla prova, ciò sarà apertamente comunicato allo studente.
La valutazione sommativa, in sede di scrutinio, terrà conto oltre alla media dei voti, del progresso dimostrato nel corso
dell’anno, della cura e dell’organizzazione allo studio (consegna di tutte le relazioni di laboratorio), della partecipazione
e dell’impegno (svolgimento esercizi per casa, domande pertinenti in classe, minimo numero di assenze strategiche,
ridotto numero di giustificazioni a fronte di una verifica orale, volontà di recupero e di atteggiamento non arrendevole
di fronte un minimo sforzo cognitivo). Per tutto quanto non esplicitamente previsto si fa riferimento alle relative parti
contenute nel P.O.F. .
LIVELLO DI SUFFICIENZA
La valutazione di sufficienza si basa sui seguenti parametri:
− esposizione semplice ma corretta e comprensibile;
− conoscenza dei concetti di base;
− risoluzione di semplici esercizi applicativi
Tale valutazione può essere modificata sulla base dei seguenti parametri qualitativi:
− interesse per la disciplina;
− impegno costante;
− partecipazione alle lezioni;
− progressi nel corso dell’anno.
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ATTIVITA’ DI RECUPERO E SOSTEGNO
Sarà sempre presente l'attività di recupero e sostegno durante le ore curriculari con lo svolgimento di esercizi e
correzione di compiti assegnati a casa. Inoltre, se possibile ed opportuno, verranno attivati anche dei corsi di recupero.
Agli alunni con delle insufficienze gravi alle verifiche, saranno consegnati esercizi aggiuntivi per casa, per colmare, nei
limiti del possibile, le lacune. Questi esercizi saranno poi discussi personalmente con gli studenti.
CONTENUTI
La seguente tabella contiene l’organizzazione in moduli delle unità didattiche relative al libro di testo in adozione.
L’organizzazione dei contenuti può variare in relazione al profitto, alle capacità e alle eventuali lezioni di recupero.
La professoressa Sara Peverieri
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PROGRAMMA IIIB_2013 2014.doc
Moduli
MODULO 1
Richiami sulla
dinamica e
l’energia
Unità didattica
Unità 1. Applicazioni dei principi della dinamica (cap 6)
Le forze e il movimento
La forza centripeta
La forza elastica
Unità 2. Lavoro ed energia (cap 7)
Forze conservative e forze non conservative
La conservazione dell’energia meccanica
Il principio di conservazione dell’energia
Tempi
(settembre)
Conoscenze
-
Laboratorio di fisica: Progetto Balì “Sonar e movimento”.
-
-
-
-
-
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Forza peso
Forza di attrito
Forza normale
Tensione
Diagramma di
corpo libero
Condizione di
equilibrio in due
dimensioni
Accelerazione di
un corpo non in
equilibrio
Forza centripeta
(direzione e verso
e intensità)
Forza elastica
Lavoro compiuto
da una forza
costamte
Energia cinetica
Energia potenziale
gravitazionale
Forza conservativa
e forza non
conservativa
Conservazione
dell’Em
Conservazione
dell’E
Lavoro di una
forza variabile
Energia potenziale
elastica
-
-
-
-
-
-
Abilità (obiettivi
intermedi)
Disegnare il
diagramma di
corpo libero.
Conoscere e saper
applicare i
principi della
dinamica.
Conoscere e saper
applicare il
principio di
conservazione
dell'energia
meccanica.
Conoscere e saper
applicare la
definizione di
potenza.
Determinare le
componenti
cartesiane e polari
di un vettore
Operare con i
vettori e le
componenti
Note
TRIMESTRE
Moduli
Unità didattica
MODULO 2
Unità 1. Quantità di moto (cap 8)
L'impulso di una forza.
La quantità di moto di un corpo.
La relazione tra quantità di moto e impulso.
La legge di conservazione della quantità di moto in un
sistema isolato.
Unità 2. Urti (cap 8)
Urti elastici e anelastici in una e in due dimensioni.
Posizione, velocità e accelerazione del centro di massa di
un sistema
Impulso e
quantità di moto
Tempi
(ottobre)
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Conoscenze
Abilità (obiettivi
intermedi)
Note
- Impulso
- Quantità di moto
- Teorema
dell’impulso
- Sistema
- Forze interne e
forze esterne
- Sistema isolato
- Legge di
conservazione
della q.d.m.
- Urto elastico e urto
anelastico in 1
dimensione
- Urti in 2
dimensioni
- Velocità del centro
di massa
- Moto del centro di
massa di un
sistema isolato
- Calcolare
l'impulso di una
forza.
- Calcolare la
quantità di moto
di un corpo.
- Applicare il
teorema
dell'impulso.
- Applicare la legge
di conservazione
della quantità di
moto.
- Distinguere tra
urti elastici e
anelatici.
- Analizzare gli urti
in una e in due
dimensioni.
- Individuare la
posizione, la
velocità e
l'accelerazione del
centro di massa di
un sistema.
- Risolvere
problemi sulla
quantità di moto
- Risolvere
problemi sugli urti
- Utilizzare la
quantità di moto
nella spiegazione
di fenomeni reali
TRIMESTRE
Moduli
MODULO 3
Cinematica e
dinamica
rotazionale.
Unità didattica
Unità 1 Moto circolare uniforme (pag 36)
Periodo e frequenza;
Velocità lineare e angolare;
Accelerazione angolare, tangenziale e centripeta
Unità 2. Corpo rigido (da cap 9.1 a 9.4)
Il concetto di corpo rigido.
Lo spostamento angolare.
Relazioni tra grandezze angolari e tangenziali.
Momento di una forza e di una coppia di forze.
Condizione di equilibrio di un corpo rigido.
Baricentro di un corpo rigido.
Tempi
(novembre)
Laboratorio di fisica: Gli urti sulla rotaia a cuscino d’aria
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Conoscenze
- Angolo in radianti
- Periodo,
frequenza,
velocità e
accelerazione
angolari
- Velocità lineare,
accelerazione
centripeta e
tangenziale
- Momento torcente
- Condizioni di
equilibrio
Abilità (obiettivi
intermedi)
- Determinare
periodo,
frequenza,
velocità angolare,
velocità lineare e
accelerazione
centripeta nel
moto circolare
uniforme
- Mettere in
relazione
grandezze lineari
e angolari nel
moto circolare
- Saper applicare le
relazioni tra
grandezze
angolari e
tangenziali.
- Calcolare il
momento delle
forze e delle
coppie di forze
applicate ad un
corpo rigido.
- Interpretare il
momento come
prodotto
vettoriale.
- Determinare le
condizioni di
equilibrio di un
corpo rigido, di
una leva.
Note
TRIMESTRE
Moduli
MODULO 3
Cinematica e
dinamica
rotazionale.
Unità didattica
Unità 3. Dinamica rotazionale di un corpo rigido (cap 9.5)
Momento d'inerzia di un corpo rigido.
Secondo principio della dinamica per un corpo in
rotazione.
Moto di rotolamento.
Energia cinetica rotazionale.
Unità 4. Momento angolare e sua conservazione (cap 9.6)
Momento angolare.
Legge di conservazione del momento angolare.
Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali.
Tempi
(novembre,
dicembre)
Laboratorio di fisica: Progetto Balì “Real dinamica”.
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Conoscenze
- Momento
angolare
- Momento
d’inerzia
- Conservazione del
momento
angolare
- Energia cinetica
di rotazione
Abilità (obiettivi
intermedi)
- Calcolare il
momento d'inerzia
e saper applicare
il 2° principio
della dinamica
rotazionale a corpi
in rotazione.
- Calcolare l'energia
cinetica di
rotazione.
- Determinare il
momento
angolare.
- Applicare la legge
di conservazione
del momento
angolare.
- Saper stabilire se
un sistema è
inerziale o non
inerziale, saper
individuare le
cause e gli effetti
del moto di un
corpo in un
sistema non
inerziale.
Note
TRIMESTRE
Moduli
Unità didattica
MODULO 4
Unità 1. Keplero (da cap 10.1 a 10.2)
Il moto dei pianeti attorno al sole.
Le tre leggi di Keplero. La legge di gravitazione
universale.
Unità 2. Newton (da cap 10.3 a 10.7)
La relazione tra massa e peso di un corpo.
Il valore della costante G.
Il moto dei satelliti in orbita circolare.
Il sistema GPS. I satelliti geostazionari.
Il moto dei satelliti in orbite ellittiche.
Assenza apparente di gravità.
Il lavoro della forza gravitazionale e l'energia potenziale
gravitazionale.
La velocità di fuga.
La gravitazione
Tempi
(gennaio)
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Conoscenze
- Il moto dei pianeti
attorno al Sole
- La legge di
gravitazione
universale
- Massa e peso
- Velocità orbitale e
periodo orbitale
- Peso apparente
- Oggetti in caduta
libera
- Energia
gravitazionale di
due masse
puntiformi
- Velocità di fuga
Abilità
(obiettivi
intermedi)
- Utilizzare le leggi
di Keplero nello
studio del moto de
corpi celesti.
- Applicare la legge
di gravitazione
universale.
- Comprendere la
distinzione tra
massa e peso.
Analizzare il moto
dei satelliti, e
calcolare la
velocità.
- Descrivere una
situazione di
apparente assenza
di gravità.
- Analizzare le
caratteristiche del
campo
gravitazionale.
- Applicare il
principio di
conservazione
dell'energia
all'analisi di moti
in campi
gravitazionali.
- Determinare la
velocità di fuga di
un pianeta.
Note
PENTAMESTRE
Moduli
Unità didattica
MODULO 5
Unità 1. Moti oscillanti
Moto periodico
Moto armonico semplice (pag.39)
Relazioni fra moto circolare uniforme e moto armonico
semplice
Periodo di una massa collegata ad una molla (pag 87)
Conservazione dell’energia in un moto oscillatorio
Il pendolo (pag.89)
Oscillazioni smorzate
Oscillazioni forzate e risonanza
Oscillazioni
intorno
all’equilibrio
Tempi
( febbraio)
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Conoscenze
- Grandezze del
moto armonico:
ampiezza, periodo,
frequenza,
pulsazione
- Velocità e
accelerazione nel
moto armonico
-
Abilità (obiettivi
intermedi)
- Conoscere le
caratteristiche e le
relazioni fra un
moto circolare
uniforme e un
moto armonico
semplice.
- Calcolare il
periodo di una
massa collegata ad
una molla.
- Conoscere e saper
applicare la
conservazione
dell’energia nel
moto oscillatorio.
- Analizzare il moto
del pendolo
semplice.
- Affrontare
problemi sul moto
oscillatorio.
- Conoscere e le
oscillazioni
smorzate, forzate
e risonanza
Note
PENTAMESTRE
Moduli
Unità didattica
MODULO 6
Unità 1. Le onde (da cap 12.1 a 12.3)
La natura delle onde.
Onde periodiche: lunghezze d'onda, periodo, frequenza,
velocità di propagazione.
Velocità di propagazione di un'onda su una corda.
Descrizione matematica di un'onda.
Unità 2. Il suono (da cap 12.4 a 12.10)
Generazione e produzione di onde sonore.
Suoni puri e suoni complessi.
Caratteristiche del suono: altezza, timbro, ampiezza,
intensità, livello di intensità sonora.
Effetto Doppler.
Principi di sovrapposizione.
Interferenza delle onde sonore.
Diffrazione.
Battimenti.
Onde stazionarie.
Le onde e il suono
Tempi
(marzo, aprile)
Laboratorio di fisica: Decibel
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Conoscenze
- Onde trasversali e
onde
longitudinali.
- Onda periodica
- Ampiezza e
lunghezza d’onda
- Periodo,frequenza
- Velocità di
propagazione
- Velocità di
un’onda
trasversale su una
corda
- Equazione di
un’onda periodica
che si propaga
nella direzione x
- Onde sonore
- Soglia di udibilità
- Suoni alti e bassi
- Ampiezza della
pressione sonora
- Intensità di un
suono
- Onda sferica
uniforme
- Livello di
intensità sonora
- Effetto Doppler
- Principio di
sovrapposizione
- Interferenza
costruttiva e
distruttiva
- Diffrazione
- Battimenti
- Onde stazionarie
Abilità (obiettivi
intermedi)
- Applicare le leggi
della riflessione
nella formazione
delle immagini in
uno spechi piano.
- Calcolare l'indice
di rifrazione di un
mezzo.
- Applicare la legge
di Snell.
- Calcolare l'angolo
limite nella
riflessione totale.
Note
PENTAMESTRE
Moduli
Unità didattica
MODULO 7
Unità 1. Riflessione (da cap 13.1 a 13.3)
Il fronte d'onda e i raggi luminosi.
La riflessione della luce e le sue leggi.
Unità 1. Rifrazione(da cap 14.1 a 14.4)
L'indice di rifrazione.
La legge della rifrazione.
Il fenomeno della riflessione totale e l'angolo limite.
La dispersione della luce, il prisma e l’arcobaleno.
Ottica geometrica
Tempi
(aprile, maggio)
Laboratorio di fisica: Fenomeni ottici
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Conoscenze
- Fronte d’onda e
onde piane
- Legge della
riflessione
- Immagine virtuale
- Immagine reale
- Specchio piano
- Indice di
rifrazione
- Legge della
rifrazione di Snell
- Profondità
apparente
- Angolo limite
- Riflessione totale
- Dispersione
Abilità (obiettivi
intermedi)
- Riconoscere in
fenomeni reali la
riflessione e la
rifrazione
- Applicare le leggi
della riflessione
nella formazione
delle immagini in
uno specchio
piano.
- Calcolare l'indice
di rifrazione di un
mezzo.
- Applicare la legge
di Snell.
- Calcolare l'angolo
limite nella
riflessione totale.
Note
PENTAMESTRE
Moduli
Unità didattica
MODULO 8
Unità 1. L'interferenza e la natura ondulatoria della luce
(cap 15)
Il principio di sovrapposizione e l'interferenza della luce.
Interferenza costruttive e distruttiva.
Sorgenti coerenti. Esperimento di Young.
Condizioni di interferenza.
Diffrazione e principio di Huygens
Ottica fisica
Tempi
(maggio,
giugno)
Laboratorio di fisica: Esperimento di Young
La professoressa Sara Peverieri
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Conoscenze
- Principio di
sovrapposizione
- Interferenza
costruttiva
- Sorgenti coerenti
- Esperimento della
doppia fenditura
- Frange di
interferenza
chiare prodotte da
una doppia
fenditura
- Interferenza su
lamine sottili
- Diffrazione
- Principio di
Huygens
Abilità (obiettivi
intermedi)
- Utilizzare le
condizioni di
interferenza per
determinare la
lunghezza d'onda
della luce.
- Riconoscere le
zone di
interferenza
costruttiva e
distruttiva.
- Saper applicare le
condizioni di
diffrazione da una
singola fenditura.
- Calcolare le
posizioni dei
massimi principali
formati da un
reticolo di
diffrazione.
Note
PENTAMESTRE