LICEO SCIENTIFICO STATALE “ALESSANDRO ANTONELLI” Via Toscana, 20 – 28100 NOVARA [email protected] 0321 – 465480/458381 PROGRAMMAZIONE Fisica Primo Biennio Anno scolastico 2016/2017 0321 – 465143 http://www.liceoantonelli.novara.it C.F.80014880035 – Cod.Mecc. NOPS010004 DISCIPLINA Liceo Scientifico A. Antonelli Programmazione a.s. 2016-2017 ORGANIZZAZIONE DELLE ATTIVITÀ: Classe Prima Periodo: primo quadrimestre UDA 1: Introduzione al metodo sperimentale Il metodo sperimentale Definizione operativa di grandezza fisica Il Sistema Internazionale e le unità di misura Misure di superficie e di volume Multipli e sottomultipli di unità di misura Notazione scientifica ed ordine di grandezza Caratteristiche di uno strumento di misura Misure dirette e misure indirette Cenni sulla Teoria dell’errore: Errori accidentali ed errori sistematici Errore assoluto ed errore relativo di una misura Precisione di una misura Cifre significative Propagazione degli errori nelle Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio Uso degli strumenti di Conoscere quale è il campo di Saper operare e con i numeri nelle misura: Metri e calibri, indagine della disciplina ed il varie notazioni (decimale, bilancia orologi e metodo adottato (metodo frazionaria, esponenziale, con i cronometri sperimentale) prefissi) e saperli confrontare tra loro Conoscere la definizione operativa Misure dirette ed di una grandezza fisica, il Saper scrivere un numero in indirette: misura di significato del S.I. di misura e la notazione scientifica e saperne lunghezze, superfici e definizione operativa delle individuare l’ordine di grandezza volumi di oggetti regolari ed principali grandezze fisiche del Saper trasformare misure in irregolari e analisi degli S.I. (massa, lunghezza, tempo) multipli e sottomultipli dell’unità di errori di misura Conoscere la notazione decimale e misura la notazione esponenziale di un Saper misurare lunghezze, numero decimale superfici, volumi tempi e masse Conoscere la differenza tra misure con metodi diretti ed indiretti dirette e misure indirette Saper analizzare e rielaborare i dati sperimentali stimando la Conoscere la differenza tra errori bontà delle misure effettuate sistematici ed errori casuali Conoscere le caratteristiche di uno strumento di misura (sensibilità e portata) e di come si relazionano con gli errori di misura Conoscere la differenza tra errore assoluto ed errore relativo Conoscere il significato statistico di media e dispersione Pag. 2 di 11 Studio di un fenomeno periodico (pendolo o scariche elettriche) e stima dell’errore sistematico relativo Liceo Scientifico A. Antonelli UDA 1: Introduzione al Conoscenze metodo sperimentale Programmazione a.s. 2016-2017 Abilità e Competenze Attività Laboratorio Abilità e Competenze Attività Laboratorio operazioni tra misure (somma algebrica, prodotto, divisione) Cenni di stime statistiche: la media di un insieme di misure Valutazione dell’errore massimo di un insieme di misure: la semi dispersione UDA 2: Relazioni tra grandezze Conoscenze Saper utilizzare la proporzionalità Relazione di proporzionalità diretta ed inversa, Proporzionalità quadratica Rappresentazione grafica delle relazioni di proporzionalità Conoscere il significato di grandezze direttamente ed inversamente proporzionali Conoscere la rappresentazione cartesiana della relazione di proporzionalità diretta, inversa, quadratica diretta per rappresentazioni grafiche (rappresentazioni in scala o rappresentazioni grafiche di Calcolo della densità di dati) solidi e liquidi Calcolo di percentuali Saper rappresentare graficamente la relazione di proporzionalità diretta, inversa e quadratica Saper leggere un grafico cartesiano Pag. 3 di 11 Liceo Scientifico A. Antonelli UDA 3: Grandezze vettoriali Grandezze scalari e vettoriali Operazioni con i vettori (somma di vettori, differenza, prodotto di un vettore per un numero scalare ) La scomposizione di un vettore lungo direzioni assegnate Le funzioni goniometriche (seno e coseno di un angolo) Scomposizione di un vettore lungo gli assi cartesiani Programmazione Conoscenze Abilità e Competenze Conoscere la differenza tra una grandezza scalare e vettoriale Conoscere gli elementi identificativi di una grandezza vettoriale Conoscere le operazioni tra grandezze vettoriali e grandezze vettoriali e scalari Conoscere le funzioni goniometriche seno e coseno di un angolo a.s. 2016-2017 Attività Laboratorio Saper definire e rappresentare una grandezza vettoriale attraverso direzione, intensità, verso e punto di applicazione, Saper calcolare la somma/differenza di vettori aventi la stessa direzione e stesso verso/verso opposto Composizione di forze attraverso la regola del Saper calcolare la parallelogramma somma/differenza di vettori con direzioni non parallele (regola del Parallelogramma) Conoscere il significato di componente di un vettore lungo una Saper scomporre un vettore lungo direzioni assegnate direzione assegnata Saper calcolare le componenti cartesiane di un vettore Saper calcolare la somma di vettori non paralleli per componenti Pag. 4 di 11 Liceo Scientifico A. Antonelli Programmazione a.s. 2016-2017 Periodo: Secondo quadrimestre UDA 4: Le forze e l’equilibrio del punto materiale Le forze come vettori Forza peso Forza elastica Forza d’attrito Vincoli, funi e carrucole Condizione di Equilibrio di un punto materiale Conoscenze Abilità e Competenze Conoscere le caratteristiche vettoriali delle forze Conoscere e saper descrivere la Forza Peso, la Forza Elastica, le Forze d’attrito Conoscere e saper descrivere il comportamento di vincoli, funi e carrucole Conoscere la condizione di equilibrio di un punto materiale Conoscere la descrizione geometrica dell’equilibrio sul piano inclinato Attività Laboratorio Determinazione della condizione di equilibrio di Saper ricavare operativamente le forze parallele e non relazioni che definiscono la forza parallele, ma appartenenti Peso, la Forza d’attrito, la Forza allo stesso piano Elastica Saper operare con le relazioni che descrivono la Forza Peso, la Forza Studio della Forza peso Elastica, le Forze d’attrito, Studio della Forza ponendo particolare attenzione elastica alle unità di misura Studio della Forza d’attrito Saper rappresentare graficamente il diagramma delle forze agenti su un punto Analisi del materiale, comprese le forze comportamento di connesse con vincoli, funi e carrucole e funi carrucole Saper impostare la condizione di Studio dell’equilibrio su di equilibrio di un punto materiale su un piano inclinato cui agiscono forze parallele Saper impostare la condizione di equilibrio di un punto materiale su cui agiscono forze non parallele ma appartenenti allo stesso piano Pag. 5 di 11 Programmazione Liceo Scientifico A. Antonelli a.s. 2016-2017 Saper impostare ed utilizzare la condizione di equilibrio su di un piano inclinato. UDA 5: L’equilibrio del corpo rigido Definizione di corpo rigido Risultante delle forze agenti su di un corpo rigido Momento di una forza rispetto ad un punto Momento di una coppia di forze Condizione di equilibrio di un corpo rigido Baricentro Baricentro ed equilibrio di un corpo rigido Le leve Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio Conoscere la differenza tra punto Saper calcolare la risultante delle materiale e corpo esteso e tra forze che agiscono su un corpo corpo esteso e corpo rigido; rigido Conoscere la definizione di Saper rappresentare Momento di una forza rispetto ad graficamente il diagramma delle un punto e di momento di coppia di forze agenti su un corpo rigido, forze comprese le forze connesse con vincoli, funi e carrucole Conoscere le condizioni di equilibrio materiale di un corpo rigido Saper calcolare il momento di una forza rispetto ad un punto ed il momento di una coppia di forze definizione di Conoscere la Baricentro di un corpo e la sua relazione con l’equilibrio del corpo Saper impostare le condizioni di stesso equilibrio di un corpo rigido, Conoscere una leva e saperla identificando opportunamente il classificare centro della rotazione Saper individuare la posizione del baricentro di un corpo rigido e classificare il tipo di equilibrio del corpo Saper riconoscere una leva e determinarne Pag. 6 di 11 gli elementi Determinazione della posizione del baricentro di un corpo e del suo stato di equilibrio Calcolo del momento di una coppia di forze rispetto ad un centro (leva) Liceo Scientifico A. Antonelli Programmazione a.s. 2016-2017 caratteristici. UDA 6: L’equilibrio nei fluidi Gli stati della materia La Pressione La Legge di Stevino La misura della pressione atmosferica Il Principio dei vasi comunicanti Il Principio di Pascal Il Principio di Archimede Galleggiamento dei corpi Conoscenze Abilità e Competenze Attività Laboratorio Conoscere i vari stati della materia Saper operare con la Pressione e le loro differenze; utilizzando le diverse unità di misura. Conoscere la definizione operativa di Pressione e saperla descrivere come nuova grandezza fisica ; Saper calcolare la Pressione in un punto qualunque di un fluido Conoscere il significato della Pressione Atmosferica e saperne giustificare il valore storicamente attribuito Saper riconoscere nei fenomeni tipici dei fluidi le Leggi di Stevino e di Pascal Conoscere la Legge di Stevino e le sue applicazioni Conoscere il Principio di Pascal e le sue possibili applicazioni tecniche Saper definire le condizioni di equilibrio di un di un corpo immerso in un fluido attraverso il Principio di Archimede Conoscere il Principio di Archimede e la sua giustificazione Conoscere le condizioni di galleggiamento dei corpi nei fluidi. Pag. 7 di 11 Esperienze di tipo qualitativo per verificare il comportamento dei fluidi in equilibrio (Principio dei Vasi comunicanti e Principio di Pascal) Verifica sperimentale del Principio di Archimede Liceo Scientifico A. Antonelli Programmazione a.s. 2016-2017 Classe Seconda Periodo: primo quadrimestre UDA 1: La cinematica del Conoscenze Punto materiale I Sistemi di riferimento Grandezze cinematiche: Posizione, Distanza percorsa, Tempo Moti rettilinei: Velocità: velocità medie ed istantanea Accelerazione: accelerazione media ed istantanea Moto Rettilineo Uniforme Moto Rettilineo Uniformemente accelerato Moto di caduta libera dei gravi Moti nel piano: Composizione dei moti: composizione di spostamenti e velocità Moto parabolico Moto circolare uniforme Abilità e Competenze Attività Laboratorio Conoscere l’importanza della definizione di un sistema di riferimento sia spaziale che temporale, Saper definire un Sistema di riferimento spazio - temporale e saper dare le coordinate spazio temporali di un punto mobile Conoscere la differenza tra spostamento e distanza percorsa; Saper interpretare i grafici (S,T) sia in termini di posizione che di velocità Studio ed analisi delle equazioni del moto rettilineo uniforme e del moto rettilineo uniformemente accelerato attraverso la rotaia a rilevamento ad ultrasuoni Conoscere la differenza tra velocità media e velocità istantanea Saper interpretare i grafici (V,T) sia in termini di velocità che in Conoscere la differenza tra termini di spostamento accelerazione media e accelerazione istantanea Conoscere le caratteristiche del moto rettilineo uniforme e la sua legge oraria ; Conoscere le caratteristiche del moto rettilineo uniformemente accelerato e la sua legge oraria ; Conoscere le caratteristiche del moto di caduta libera Conoscere le caratteristiche del moto parabolico e la sua legge oraria Conoscere le caratteristiche del moto circolare uniforme e la sua Saper impostare la legge oraria di un punto mobile in moto rettilineo uniforme rispetto ad un sistema di riferimento qualunque Saper impostare la legge oraria di un punto mobile in moto rettilineo uniformemente accelerato rispetto ad un sistema di riferimento qualunque Saper comporre spostamenti e velocità Saper interpretare ed utilizzare le leggi del moto parabolico e del moto circolare uniforme per descrivere moti piani particolari Pag. 8 di 11 Liceo Scientifico A. Antonelli Programmazione a.s. 2016-2017 legge oraria UDA 2: Dinamica del Punto materiale Il Primo Principio della Dinamica I sistemi di riferimento inerziali Il Secondo Principio della Dinamica: relazioni tra forza, massa e accelerazione Terzo Principio della Dinamica Problema generale del moto: forze applicate e movimento Conoscenze Abilità e Competenze Conoscere l’enunciato del Primo Principio della Dinamica e la sua relazione con i sistemi di riferimento Conoscere l’enunciato del Secondo Principio della Dinamica e la relazione tra forza applicata ad un corpo e l’accelerazione posseduta dal corpo, con particolare riguardo alla forza Peso Conoscere l’enunciato del Terzo Principio della Dinamica Conoscere il problema generale del moto e di come le varie forze del sistema contribuiscono alla sua soluzione Attività Laboratorio Saper riconoscere le situazioni in cui è verificato il Primo Principio della dinamica Saper interpretare i grafici (F,a) ed (m; a) Saper rappresentare un Studio ed analisi delle diagramma di forze agenti su di un equazioni del moto corpo in movimento rettilineo uniformemente Saper riconoscere i principi della accelerato attraverso la dinamica nei problemi di moto in rotaia per verificare le cui sono coinvolte forze note relazioni tra forza ed accelerazione e forza e Saper risolvere problemi di moto massa (moti a risultante verticale orizzontale e moti su piani inclinati in presenza di attriti) Conoscere semplici casi in cui il problema del moto è risolto (moto su un piano inclinato in presenza di attrito) Pag. 9 di 11 Liceo Scientifico A. Antonelli Programmazione a.s. 2016-2017 Periodo: secondo quadrimestre UDA 3: Lavoro ed Energia Lavoro di una forza Energia Cinetica Teorema delle forze Vive Energia Potenziale e forze conservative Energia meccanica di un sistema Principio di conservazione dell’Energia meccanica Conoscenze Abilità e Competenze Conoscere il prodotto scalare tra due vettori Conoscere la definizione di lavoro di forza costante e di una forza variabile Conoscere il significato di Energia Cinetica di un corpo e la sua relazione con il Lavoro Attività Laboratorio Saper calcolare il lavoro di una forza sia direttamente che attraverso l’interpretazione del grafico (F, x) Saper calcolare l’Energia Cinetica di un corpo Saper distinguere forze conservative e dissipative Conoscere il significato di Energia Potenziale e la differenza tra forze Conservative e Dissipative Saper calcolare l’energia potenziale di una forza conservativa (in particolare forza peso e forza elastica) Conoscere la relazione tra l’Energia Potenziale ed il Lavoro Saper riconoscere le situazioni in cui vi è conservazione dell’energia Conoscere il Principio di meccanica Conservazione dell’Energia Saper calcolare l’Energia dissipata da forze non conservative Pag. 10 di 11 Esperienza del pendolo tagliato Liceo Scientifico A. Antonelli UDA 4: Ottica Geometrica La propagazione della luce e la formazione delle Ombre La riflessione della luce in specchi piani e sferici La rifrazione della luce e le lenti piane e sferiche La dispersione della luce: i colori Cenni sugli strumenti ottici: microscopio e cannocchiale Programmazione Conoscenze Abilità e Competenze a.s. 2016-2017 Attività Laboratorio Conoscere il modo in cui si propaga Saper giustificare i vari tipi di la luce e come si formano le ombre eclissi Conoscere le leggi della riflessione Saper rappresentare l’immagine di un oggetto riflessa da uno Conoscere le proprietà degli specchio piano e da uno specchio specchi piani e la legge dei punti sferico coniugati per gli specchi sferici Conoscere le leggi della rifrazione Saper calcolare la posizione Analisi delle leggi della dell’immagine riflessa da uno Conoscere il cammino ottico tra riflessione e rifrazione specchio piano o sferico ed il suo due materiali non omogenei utilizzando il disco di indice di ingrandimento Hartl Conoscere l’equazione dei punti Saper rappresentare il cammino Formazione delle coniugati per le lenti ottico di un raggio luminoso immagino con specchi Conoscere il fenomeno della rifratto attraverso una superficie sferici e lenti sferiche rifrazione totale piana utilizzando il banco ottico Conoscere il fenomeno della Saper rappresentare l’’immagine di Verifica della dispersione dispersione un oggetto, rifratta da una lente utilizzando prismi ottici Conoscere le lenti e gli specchi sferica sono utilizzati in semplici strumenti Saper calcolare la posizione ottici dell’immagine rifratta attraverso una lente sferica ed il suo indice di ingrandimento Saper spiegare fenomeni ottici attraverso la riflessione totale o la dispersione Pag. 11 di 11