obiettivi minimi fisica

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LICEO SCIENTIFICO E LINGUISTICO STATALE
INNOCENZO XII
DOCUMENTO DIPARTIMENTO
DI
MATEMATICA e FISICA
LICEO SCIENTIFICO
( TRIENNIO )
a.s. 2015/2016
INDICE
Obiettivi formativi e didattici………………………………………………………………….... pag.3
Obiettivi minimi matematica – liceo scientifico -triennio ………………………………………pag.4
Obiettivi minimi fisica – liceo scientifico -triennio ……………………………………………...pag.6
Strumenti – Pianificazione verifiche ……………………………………………………………..pag.8
Pianificazione prove comuni di matematica …………………………………………………….pag. 9
Valutazione: criteri per la conduzione e la valutazione delle prove orali …………………….pag.10
Valutazione: criteri di valutazione degli elaborati scritti………………………………………pag.11
Griglie di valutazione degli elaborati scritti di matematica e fisica triennio………………….pag.12
Percorsi didattici MATEMATICA
Percorsi didattici FISICA
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OBIETTIVI
OBIETTIVI FORMATIVI
Rispetto per le regole
Potenziamento della socializzazione e dell'autonomia personale
Acquisizione del gusto della disciplina stimolando la curiosità e l'interesse sia del gruppo
classe,sia del singolo studente.
Acquisire la consapevolezza dell'importanza che le conoscenze di base delle Scienze rivestono
per la comprensione della realtà che ci circonda.
Abituare lo studente alla precisione del linguaggio ,alla cura della coerenza argomentativa.
Sviluppare abilità intuitive e logiche.
Educare ai procedimenti euristici,ma anche ai processi di astrazione e di formazione dei
concetti.
Sviluppare abilità analitiche e sintetiche.
Saper cogliere analogie strutturali ed individuare le strutture fondamentali.
Inquadrare in uno stesso schema logico situazioni diverse ,individuando analogie e differenze.
Distinguere la realtà fisica dai modelli costruiti per la loro interpretazione.
Collegare le conoscenze acquisite con la realtà quotidiana.
OBIETTIVI DIDATTICI
Uso di un lessico appropriato e significativo,applicato alle situazioni specifiche affrontate. G
Saper utilizzare il linguaggio scientifico. F
Individuare e dimostrare proprietà delle figure geometriche. M
Utilizzare consapevolmente le tecniche e le procedure di calcolo studiate. M
Comprendere il significato dei formalismi matematici. M
Riconoscere e costruire relazioni e funzioni. M
Matematizzare semplici situazioni problematiche. M
Riconoscere le regole della logica e del corretto ragionare. G
Raccogliere dati ed informazioni e porli in un contesto coerente di conoscenze ed in un quadro
plausibile di interpretazione. G
Saper applicare le conoscenze acquisite nella risoluzione dei problemi. G
Adoperare i metodi,linguaggi e strumenti informatici introdotti(sperimentazione) G
Produrre e discutere relazioni sulle U.D. affrontate durante l'a,s.(sperimentazione Brocca) F
Produrre e discutere relazioni di laboratorio L, F
Legenda:
Laboratorio di fisica e chimica: L
Fisica:F
Matematica:M
Generale:G
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OBIETTIVI MINIMI
MATEMATICA
CLASSE TERZA
Conoscenze
conoscere i metodi risolutivi delle equazioni e disequazioni razionali, razionali fratte, irrazionali e in valore
assoluto
conoscere il piano cartesiano e le principali formule della geometria analitica;
conoscere definizioni ed equazioni di: retta; circonferenza; parabola; ellisse;
conoscere il concetto di parametro, di coefficiente angolare e le condizioni di parallelismo e perpendicolarità;
conoscere i metodi per trovare le tangenti alle curve;
conoscere le proprietà delle potenze con esponente reale;
conoscere i grafici e proprietà delle funzioni esponenziale e logaritmo;
conoscere i metodi risolutivi delle equazioni e disequazioni esponenziale e logaritmiche;
Competenze
saper risolvere disequazioni e sistemi di disequazioni;
saper risolvere problemi di geometria usando le conoscenze di geometria analitica;
saper operare con espressioni, equazioni e disequazioni esponenziali o logaritmiche (elementari o di tipo noto).
CLASSE QUARTA
Conoscenze
conoscere rappresentazione geometrica, grafici e proprietà delle funzioni goniometriche;
conoscere i valori delle funzioni goniometriche in corrispondenza degli angoli notevoli;
conoscere i metodi risolutivi delle equazioni goniometriche elementari;
conoscere i teoremi sui triangoli rettangoli e sui triangoli qualunque;
conoscere l’insieme dei numeri complessi e la forma trigonometrica di un numero complesso;
conoscere la superficie e il volume di solidi notevoli;
conoscere le trasformazioni geometriche (traslazioni, simmetrie, dilatazioni, rotazioni, similitudini, affinità).
Competenze
saper risolvere equazioni e disequazioni goniometriche;
saper applicare i concetti di goniometria e trigonometria (teoremi sui triangoli);
saper eseguire le operazioni nell’insieme dei numeri complessi;
saper operare con le trasformazioni geometriche.
4
CLASSE QUINTA
GEOMETRIA
Conoscenze
conoscere le proprietà dei principali solidi geometrici;
Competenze
saper calcolare superfici e volumi dei principali solidi geometrici;
RELAZIONI E FUNZIONI
Conoscenze
conoscere i concetti di funzione, funzione inversa, composizione di funzioni;
conoscere i grafici e le proprietà delle funzioni elementari;
conoscere il concetto di limite;
conoscere i limiti delle funzioni elementari e i limiti notevoli;
conoscere il concetto di asintoto, i tipi di asintoto e i metodi per determinarli;
conoscere il concetto, la definizione e il significato geometrico della derivata;
conoscere le derivate delle funzioni elementari e le regole di derivazione;
conoscere il concetto di crescenza e decrescenza, di massimo e minimo e i criteri per la loro determinazione;
conoscere i concetti di concavità, convessità e punti di flesso e i metodi per determinarli.
conoscere il concetto di integrale
conoscere gli integrali indefiniti immediati, le regole di integrazione e i principali metodi di integrazione.
Competenze
saper studiare funzioni;
saper calcolare l'integrale di funzioni usando le regole e i metodi studiati;
saper calcolare integrali definiti;
saper applicare il calcolo integrale per determinare aree e volumi.
saper risolvere semplici equazioni differenziali
DATI E PREVISIONI
Conoscenze
conoscere il concetto di probabilità;
conoscere il concetto di variabile casuale;
conoscere alcune distribuzioni di probabilità.
Competenze
saper calcolare la probabilità di semplici eventi aleatori;
5
OBIETTIVI MINIMI
FISICA
CLASSE TERZA
Conoscenze
conoscere le grandezze fisiche studiate (quantità di moto, lavoro, energia)
conoscere le caratteristiche del campo gravitazionale
conoscere le leggi di conservazione della quantità di moto e dell’energia
conoscere i principi della termodinamica
conoscere il lessico specifico
Competenze
saper analizzare i fenomeni individuando le variabili che li caratterizzano
saper applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi semplici
saper comunicare in modo chiaro le procedure seguite
saper riconoscere l’ambito di validità delle leggi fisiche studiate
CLASSE QUARTA
Conoscenze
conoscere i caratteri fondamentali dei fenomeni ondulatori;
conoscere le grandezze fisiche studiate nell’ambito dello studio dei moti ondulatori, suono, luce;
conoscere la legge di Coulomb;
conoscere il campo elettrico e le sue proprietà;
conoscere le leggi che regolano il passaggio di corrente nei conduttori ohmici;
conoscere il lessico specifico.
Conoscere il campo magnetico e le sue proprietà
Competenze
Definire i tipi di onde osservati
Rappresentare graficamente un’onda e definire cosa s’intende per fronte d’onda e la relazione tra i fronti e i raggi
dell’onda stessa
Definire le onde periodiche ed armoniche
Ragionare sul principio di sovrapposizione e definire l’interferenza costruttiva e distruttiva
Definire le condizioni di interferenza costruttiva e distruttiva nel piano e nello spazio
Definire le grandezze caratteristiche del suono
Definire il livello d’intensità sonora e i limiti di udibilità
Definire la velocità di propagazione di un’onda sonora
Calcolare le frequenze percepite nei casi in cui la sorgente sonora e il ricevitore siano in moto reciproco relativo
Esporre il dualismo onda-corpuscolo
Analizzare la figura di diffrazione e calcolare la posizione delle frange chiare e scure
saper usare i concetti di carica elettrica, forza elettrica, campo elettrico, flusso di campo elettrico, energia
potenziale e potenziale elettrico, per analizzare semplici sistemi fisici elettrostatici;
saper analizzare i circuiti elettrici mediante i concetti di corrente elettrica, di forza elettromotrice e di resistenza;
6
saper risolvere schemi circuitali utilizzando la prima legge di Ohm;
saper analizzare i fenomeni individuando le variabili che li caratterizzano;
saper applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi semplici;
saper comunicare in modo chiaro le procedure seguite;
saper riconoscere l’ambito di validità delle leggi fisiche studiate;
saper distinguere la realtà fisica dai modelli introdotti per descriverla.
CLASSE QUINTA
Conoscenze
conoscere le relazioni tra campo elettrico e campo magnetico;
conoscere i postulati della relatività ristretta e le principali conseguenze (dilatazione del tempo, contrazione delle
lunghezze, equivalenza massa-energia);
conoscere i motivi che hanno determinato la crisi della fisica classica ed hanno portato allo sviluppo della
meccanica quantistica;
conoscere la struttura del nucleo e le principali caratteristiche dell’interazione forte;
conoscere i vari tipi di decadimento radioattivo;
conoscere il lessico specifico.
Competenze
saper analizzare i fenomeni individuando le variabili che li caratterizzano;
saper applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi semplici;
saper comunicare in modo chiaro le procedure seguite;
saper riconoscere l’ambito di validità delle leggi fisiche studiate;
saper distinguere la realtà fisica dai modelli introdotti per descriverla.
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PROPOSTE DI INTEGRAZIONE DEL CURRICOLO
Conferenze di approfondimento degli argomenti previsti nella programmazione
STRUMENTI
libri di testo:
“L’Amaldi per i licei scientifici.blu” (U. Amaldi ed. Zanichelli
"Matematica.blu 2.0" (Bergamini, Trifone ed. Zanichelli)
laboratorio di fisica
materiali didattici multimediali
VERIFICA E VALUTAZIONE
Tipologia verifiche scritte: strutturate, semistrutturate e aperte.
Tipologia verifiche orali: colloquio, verifiche strutturate, semistrutturate e aperte
Criteri di valutazione: sulla base del documento di dipartimento e delle griglie allegate
MATEMATICA
N° minimo delle verifiche: 3 nel trimestre e 4 nel pentamestre
FISICA
N° minimo delle verifiche: 2 nel trimestre e 3 nel pentamestre.
8
Per MATEMATICA, verranno svolte annualmente due prove comuni.
1^ PROVA
2^ PROVA
1^ PROVA
2^ PROVA
PROVE COMUNI CLASSE III
Geometria analitica: retta e
metà Novembre
circonferenza;
Algebra: disequazioni e sistemi
di disequazioni
Relazioni e funzioni: proprietà metà Aprile
delle funzioni, funzioni
esponenziale e logaritmo
PROVE COMUNI CLASSE IV
Equazioni e disequazioni
metà Novembre
goniometriche;
rappresentazione di funzioni
sinusoidali utilizzando
trasformazioni nel piano
Risoluzione di problemi di
metà Aprile
geometria nello spazio sia
euclidea che analitica
PROVE COMUNI CLASSE V
Limiti, continuità e asintoti
metà Novembre
1^ PROVA
2^ PROVA
Simulazione esame di Stato
II o III Prova
metà Aprile
9
CRITERI CONDUZIONE E VALUTAZIONE PROVE ORALI
Le prove orali saranno condotte prendendo in considerazione alcuni o tutti i seguenti punti, non
necessariamente nell’ordine indicato.
Possibilità (non obbligo) per lo studente di scegliere un argomento tra quelli studiati per iniziare
il colloquio orale;
Esposizione a livello teorico dell’argomento richiesto e/o prescelto;
Svolgimento di un esercizio relativo a uno (o più) degli argomenti studiati che richieda
l’applicazione di tecniche e metodologie prestabilite;
Risoluzione di un problema applicativo dell’argomento di cui ai punti a) o b), con esplicitazione
da parte dello studente delle metodologie e tecniche più adatte per procedere nella risoluzione.
DESCRITTORI
INDICATORI DI LIVELLO
Rifiuto della prova/ non risponde alla richiesta/dichiara di non conoscere l’argomento
Scarso (<4)
Esprime pochi e stentati concetti in modo impacciato e/o mnemonico. Modestissime
Insufficiente (4)
capacità di applicazione.
Esposizione incompleta, anche se corretta, dei principali concetti richiesti; capacità di
Mediocre (5)
applicazione delle conoscenze agli esercizi pù semplici; poca autonomia nello studio.
Conoscenza non approfondita degli argomenti basilari; esposizione corretta anche se non
Sufficiente (6)
disinvolta e personalizzata; diligenza nello studio.
Esposizione organica dei concetti e sufficiente autonomia nello studio; capacità di
Discreto (7)
esprimersi nel linguaggio specifico della disciplina.
Preparazione approfondita, accompagnata da un’esposizione precisa e puntuale in termini
Buono (8)
lessicali e contenutistici; autonomia di giudizio e rielaborazione dei contenuti proposti.
Esposizione originale e creativa dei concetti che mette in luce una solida base culturale di
Ottimo/Eccellente (9/10)
derivazione anche extrascolastica; capacità di esprimere giudizi critici e personali.
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CRITERI PER LA CORREZIONE DELLE PROVE SCRITTE
In ogni compito verrà chiarito il punteggio da attribuire ad ogni esercizio (o ad ogni sezione del
compito proposto) svolto esattamente, punteggio che verrà assegnato in base alle difficoltà
presentate dall’esercizio stesso.
Per la valutazione dei compiti verranno presi in considerazione i seguenti elementi :
1. Interpretazione del testo
2. Ordine e precisione nella presentazione dei dati, nella figura e nel procedimento
3. Linearità e completezza nei passaggi
Gli errori commessi verranno valutati con il seguente ordine di gravità decrescente:
del punteggio assegnato all’esercizio
Errori di impostazione
-75%
Mancanza di coerenza logica
-75%
del punteggio assegnato all’esercizio
Errori di applicazione
-50%
del punteggio assegnato all’esercizio
Errori di procedura
-50%
del punteggio assegnato all’esercizio
Errori algebrici
-25%
del punteggio assegnato all’esercizio
Errori di calcolo
-25%
del punteggio assegnato all’esercizio
Errori di ortografia e formali
-10%
del punteggio assegnato all’esercizio
Le verifiche scritte relative al V anno, in particolare la simulazione della prova d’esame, verrà
valutata secondo la griglia ministeriale allegata.
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GRIGLIA PER LA VALUTAZIONE DEGLI ELABORATI SCRITTI DI FISICA
NEL TRIENNIO DEL LICEO SCIENTIFICO
QUESITI DI TIPO TEORICO
Quesito
Indicatori
Descrittori
Punteggio
Conoscenze Scarse
Superficiali
Di base
Precise
Approfondite
Produzione Completezza Inesistente
Incompleta
Quasi completa
Completa
Coerenza
Linearità, uso del linguaggio specifico
n. n. n. n. n. n.
1-4
5
6
7
8
1
2
3
4
0-1
0-2
Totale
TABELLA DI CONVERSIONE DA QUINDICESIMI A DECIMI
Punti/15
<4
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Voto/10
2
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
8
9
10
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PERCORSO DIDATTICO CURRICULARE: MATEMATICA CLASSE III
MODULO
Equazioni e
disequazioni
Le funzioni
Obiettivi formativi
- Dominare attivamente i concetti e i metodi degli
elementi del calcolo algebrico
- Risolvere equazioni e disequazioni algebriche
-
- Dominare attivamente i concetti e i metodi delle
funzioni elementari dell’analisi e dei modelli
matematici
-
- Individuare le principali proprietà di una funzione
- Comporre due o più funzioni.
Il piano cartesiano e - Dominare attivamente i concetti e i metodi della
geometria analitica
la retta
La circonferenza
-
Indicatori competenze
TEMPI
Risolvere disequazioni di primo e secondo grado (*)
Settembre- ottobre
Risolvere disequazioni di grado superiore al secondo
e disequazioni fratte (*)
(trimestre)
Risolvere sistemi di disequazioni (*)
Risolvere equazioni e disequazioni con valore
assoluto e irrazionali
Individuare dominio, iniettività, suriettività,
Settembre- maggio
biettività, (dis)parità, (de)crescenza, funzione inversa
di una funzione (*)
(trimestre/pentamestre)
- Passare dal grafico di una retta alla sua equazione e
viceversa (*)
- Determinare l’equazione di una retta dati alcuni
- Operare con le rette nel piano dal punto di vista della
elementi (*)
geometria analitica
- Stabilire la posizione di due rette: se sono incidenti,
parallele o perpendicolari (*)
- Calcolare la distanza fra due punti e la distanza
punto-retta (*)
- Determinare punto medio di un segmento, baricentro
di un triangolo, asse di un segmento.
- Operare con i fasci di rette
- Dominare attivamente i concetti e i metodi della
- Tracciare il grafico di una circonferenza di data
geometria analitica
equazione (*)
- Determinare l’equazione di una circonferenza dati
- Operare con le circonferenze nel piano dal punto di
alcuni elementi
vista della geometria analitica
- Stabilire la posizione reciproca di rette e
circonferenze (*)
Ottobre- novembre
(trimestre)
Novembre- dicembre
(trimestre)
MODULO
La parabola
Obiettivi formativi
- Dominare attivamente i concetti e i metodi della
geometria analitica
- Operare con le parabole nel piano dal punto di vista
della geometria analitica
-
Indicatori competenze
Tracciare il grafico di una parabola di data equazione
Determinare l’equazione di una parabola dati alcuni
elementi
Stabilire la posizione reciproca di rette e parabole
Trovare le rette tangenti a una parabola
Febbraio-Marzo
(pentamestre)
Le coniche
U.D.1: ellisse
U.D.2: iperbole
TEMPI
Gennaio- febbraio
(pentamestre)
- Dominare attivamente i concetti e i metodi della
- Tracciare il grafico di un’ellisse di data equazione (*)
geometria analitica
- Determinare l’equazione di una ellisse dati alcuni
- Operare con le ellissi, iperboli e coniche nel piano dal elementi
punto di vista della geometria analitica
- Stabilire la posizione reciproca di retta ed ellisse
- Trovare le rette tangenti a un’ellisse
- Determinare le equazioni di ellissi traslate
- Tracciare il grafico di una iperbole di data equazione
(*)
- Determinare l’equazione di una iperbole dati alcuni
elementi
- Stabilire la posizione reciproca di retta e iperbole
- Trovare le rette tangenti a una iperbole
- Determinare le equazioni di iperboli traslate (*)
U.D.3: coniche
- Operare con circonferenze, parabole, ellissi e iperboli
di equazione generica nel piano dal punto di vista
della geometria analitica
- Studiare le coniche di equazione generica
- Determinare le equazioni di luoghi geometrici (*)
MODULO
Esponenziali e
logaritmi
Indicatori competenze
Applicare le proprietà delle potenze a esponente reale
e le proprietà dei logaritmi (*)
Rappresentare il grafico di funzioni esponenziali e
logaritmiche (*)
Trasformare geometricamente il grafico di una
funzione (*)
Risolvere equazioni e disequazioni esponenziali (*)
Risolvere equazioni e disequazioni logaritmiche (*)
TEMPI
Aprile
(pentamestre)
- Analizzare, classificare e interpretare distribuzioni
singole e doppie di frequenze
- Rappresentare graficamente dati statistici (*)
- Calcolare gli indici di posizione centrale di una serie
di dati (*)
- Calcolare gli indici di variabilità di una distribuzione
(*)
- Calcolare i rapporti statistici fra due serie di dati
- Dominare attivamente i concetti e i metodi della - Determinare la funzione interpolante fra punti noti e
statistica
calcolare gli indici di scostamento (*)
- Analizzare la dipendenza, la regressione e la
- Valutare la dipendenza fra due caratteri
correlazione di dati statistici
- Valutare la regressione fra due variabili statistiche
- Valutare la correlazione fra due variabili statistiche
Maggio
(pentamestre)
Obiettivi formativi
- Dominare attivamente i concetti e i metodi delle
funzioni elementari dell’analisi e dei modelli
matematici
- Individuare le principali proprietà di una funzione
- Risolvere equazioni e disequazioni esponenziali e
logaritmiche
-
La statistica
L’interpolazione, la
regressione,
la correlazione
- Dominare attivamente i concetti e i metodi della
statistica
- Concetti e rappresentazione grafica dei dati
statistici
- Determinare gli indicatori statistici mediante
differenze e rapporti
(*) competenze minime
Maggio
(pentamestre)
PERCORSO DIDATTICO CURRICULARE: MATEMATICA CLASSE IV
MODULO
Obiettivi formativi
Indicatori competenze
GONIOMETRIA
-
Dominare attivamente i concetti e i metodi delle - Conoscere e rappresentare graficamente le funzioni
seno, coseno, tangente, cotangente e le funzioni
funzioni elementari dell’analisi e dei modelli
goniometriche inverse (*)
matematici
Calcolare le funzioni goniometriche di angoli
Conoscere le funzioni goniometriche e le loro
particolari (*)
principali proprietà
Determinare le caratteristiche delle funzioni
sinusoidali: ampiezza, periodo, pulsazione,
sfasamento (*)
U.D.2 Le formule
goniometriche
-
Operare con le formule goniometriche
- Calcolare le funzioni goniometriche di angoli
associati
- Applicare le formule di addizione, sottrazione,
duplicazione, bisezione (*)
- Applicare le formule parametriche, di prostaferesi, di
Werner
U.D.3 Le equazioni e
le disequazioni
goniometriche
-
Risolvere equazioni e disequazioni
goniometriche
- Risolvere equazioni goniometriche elementari o ad
esse riconducibili (*)
- Risolvere equazioni lineari in seno e coseno
- Risolvere disequazioni goniometriche elementari o
ad esse riconducibili (*)
- Risolvere sistemi di equazioni/disequazioni
goniometriche (*)
U.D.3 Le
trasformazioni
geometriche
-
Applicare le trasformazioni geometriche a punti - Operare con le traslazioni (*)
- Operare con le simmetrie: centrali e assiali (*)
e curve nel piano
- Operare con le similitudini
U.D.1 Le funzioni
goniometriche
-
TEMPI
Settembre-Novembre
(trimestre)
MODULO
TRIGONOMETRIA
U.D.1 I teoremi sui
triangoli
Obiettivi formativi
-
U.D.2 I numeri
complessi
Dominare attivamente gli strumenti matematici
per lo studio dei fenomeni fisici e la costruzione
di modelli
Conoscere le relazioni fra lati e angoli di un
triangolo rettangolo
Applicare i teoremi sui triangoli rettangoli
Conoscere i teoremi sui triangoli qualunque
Risolvere un triangolo qualunque
Applicare la trigonometria
Indicatori competenze
TEMPI
- Applicare il primo e il secondo teorema sui triangoli
rettangoli (*)
- Risolvere un triangolo rettangolo (*)
- Calcolare l’area di un triangolo e il raggio della
circonferenza circoscritta
- Applicare il teorema della corda
- Applicare il teorema dei seni
- Applicare il teorema del coseno
- Applicare la trigonometria alla fisica, a contesti della
realtà e alla geometria
Dicembre/Gennaio
(pentamestre)
- Operare con i numeri complessi nelle varie forme di - Operare con i numeri complessi in forma algebrica
rappresentazione
(*)
- Rappresentare nel piano di Gauss i numeri complessi - Interpretare i numeri complessi come vettori (*)
- Descrivere le curve del piano con le coordinate polari
- Operare con i numeri complessi in forma
trigonometrica
- Calcolare la radice n-esima di un numero complesso
(*)
- Operare con i numeri complessi in forma
esponenziale (*)
MODULO
Obiettivi formativi
Indicatori competenze
TEMPI
LO SPAZIO
- Valutare la posizione reciproca di punti, rette e piani
U.D.1 La geometria - Dominare attivamente i concetti e i metodi della
nello spazio
euclidea nello spazio geometria euclidea dello spazio
- Conoscere gli elementi fondamentali della geometria - Acquisire la nomenclatura relativa ai solidi nello
solida euclidea
spazio (*)
- Calcolare aree e volumi di solidi notevoli
- Calcolare le aree di solidi notevoli (*)
- Valutare l’estensione e l’equivalenza di solidi
- Calcolare il volume di solidi notevoli (*)
- Determinare l’equazione di piani, rette e sfere nello
U.D.2 La geometria - Dominare attivamente i concetti e i metodi della
spazio; (*)
analitica nello spazio geometria analitica
- Descrivere analiticamente gli elementi fondamentali - Riconoscere piani paralleli/perpendicolari;
della geometria euclidea nello spazio
- Riconoscere rette parallele/perpendicolari;
DATI E
PREVISIONI
U.D.1 il calcolo
combinatorio
- Dominare attivamente i concetti e i metodi della
probabilità e del calcolo combinatorio
- Operare con il calcolo combintorio
- Calcolare il numero di disposizioni semplici e con
ripetizione (*)
- Calcolare il numero di permutazioni semplici e con
ripetizione (*)
- Operare con la funzione fattoriale (*)
- Calcolare il numero di combinazioni semplici e con
ripetizione (*)
- Operare con i coefficienti binomiali (*)
Febbraio/Marzo
(pentamestre)
Aprile
(pentamestre)
MODULO
Obiettivi formativi
Indicatori competenze
TEMPI
DATI E
PREVISIONI
U.D.2 Il calcolo della - Dominare attivamente i concetti e i metodi della
probabilità e del calcolo combinatorio
probabilità
- Appropriarsi del concetto di probabilità classica,
statistica, soggettiva, assiomatica
- Calcolare la probabilità di eventi semplici
- Calcolare la probabilità di eventi complessi
- Calcolare la probabilità (classica) di eventi semplici
(*)
- Calcolare la probabilità di eventi semplici secondo la
concezione statistica, soggettiva o assiomatica (*)
- Calcolare la probabilità della somma logica e del
prodotto logico di eventi
- Calcolare la probabilità condizionata
- Calcolare la probabilità nei problemi di prove
ripetute
- Applicare il metodo della disintegrazione e il teorema
di Bayes
(*) competenze minime
Maggio
(pentamestre)
PERCORSO DIDATTICO CURRICULARE: MATEMATICA CLASSE V
MODULO
LE FUNZIONI
Obiettivi formativi
- Individuare le principali proprietà di una funzione
U.D.1 Le funzioni e
le loro proprietà
Indicatori
- Individuare dominio, segno, iniettività, suriettività,
biettività, (dis)parità, (de)crescenza, periodicità,
funzione inversa di una funzione (*)
- Determinare la funzione composta di due o più
funzioni(*)
- Trasformare geometricamente il grafico di una
funzione(*)
TEMPI
- Calcolare i limiti di funzioni
U.D. 2
Il calcolo dei limiti
- Calcolare il limite di somme, prodotti, quozienti e
potenze di funzioni(*)
- Calcolare limiti che si presentano sotto forma
indeterminata(*)
- Calcolare limiti ricorrendo ai limiti notevoli
- Confrontare infinitesimi e infiniti(*)
- Studiare la continuità o discontinuità di una
funzione in un punto(*)
- Calcolare gli asintoti di una funzione(*)
- Disegnare il grafico probabile di una funzione(*)
OTTOBRE/NOVEMBRE
(24 ORE)
(segue)
LE SUCCESSIONI
E LE SERIE
MODULO
CALCOLO
DIFFERENZIALE
- Calcolare i limiti di successioni
- Rappresentare una successione con espressione
analitica e per ricorsione(*)
- Verificare il limite di una successione mediante la
definizione
- Calcolare il limite di successioni mediante i
teoremi sui limiti (*)
- Calcolare il limite di progressioni (*)
- Studiare il comportamento di una serie
- Verificare, con la definizione, se una serie è
convergente, divergente, indeterminata
- Studiare le serie geometriche
Obiettivi formativi
- Calcolare la derivata di una funzione
Indicatori
- Calcolare la derivata di una funzione mediante la
definizione
- Calcolare la retta tangente al grafico di una
funzione
- Calcolare la derivata di una funzione mediante le
derivate fondamentali e le regole di derivazione
- Calcolare le derivate di ordine superiore
- Calcolare il differenziale di una funzione
- Applicare le derivate alla fisica
U.D.1 La derivata di
una funzione
- Applicare i teoremi sulle funzioni derivabili
U.D.2
I teoremi del calcolo
differenziale
-
Applicare il teorema di Rolle
Applicare il teorema di Lagrange
Applicare il teorema di Cauchy
Applicare il teorema di De L’Hospital
(8 ORE)
TEMPI
Novembre/Gennaio
(trimestre/pentamestre)
U.D.3 I massimi, i
minimi e i flessi
- Studiare i massimi, i minimi e i flessi di una
funzione
- Determinare i massimi, i minimi e i flessi
orizzontali mediante la derivata prima
- Determinare i flessi mediante la derivata seconda
- Determinare i massimi, i minimi e i flessi mediante
le derivate successive
- Risolvere i problemi di massimo e di minimo
U.D.4
Lo studio delle
funzioni
- Studiare una funzione e tracciare il suo grafico
- Studiare il comportamento di una funzione reale di - Passare dal grafico di una funzione a quello della
variabile reale
sua derivata e viceversa
- Applicare lo studio di funzioni
- Risolvere equazioni e disequazioni per via grafica
- Risolvere un’equazione in modo approssimato
- Risolvere i problemi con le funzioni
- Separare le radici di un’equazione
- Risolvere in modo approssimato un’equazione con
il metodo: di bisezione, delle secanti, delle
tangenti, del punto unito
Febbraio/Marzo
(pentamestre)
MODULO
IL CALCOLO
INTEGRALE
U.D.1 Gli integrali
indefiniti
Obiettivi formativi
-
U.D..2
Gli integrali definiti
-
U.D.3
Le equazioni
differenziali
Indicatori
Apprendere il concetto di integrazione di una
funzione
Calcolare gli integrali indefiniti di funzioni
polinomiali intere e altre funzioni elementari
- Calcolare gli integrali indefiniti di funzioni mediante
gli integrali immediati e le proprietà di linearità (*)
- Calcolare un integrale indefinito con il metodo di
sostituzione e con la formula di integrazione per
parti(*)
- Calcolare l’integrale indefinito di funzioni razionali
fratte
Calcolare gli integrali definiti di funzioni
polinomiali intere e altre funzioni elementari
Usare gli integrali per calcolare aree e volumi in
casi semplici
Calcolare il valore approssimato di un integrale
- Calcolare gli integrali definiti mediante il teorema
fondamentale del calcolo integrale(*)
- Calcolare il valor medio di una funzione(*)
- Operare con la funzione integrale e la sua derivata
- Calcolare l’area di superfici piane e il volume di
solidi(*)
- Calcolare gli integrali impropri
- Applicare gli integrali alla fisica
- Calcolare il valore approssimato di un integrale
definito mediante il metodo:
dei rettangoli, valutare l’errore di approssimazione
- Risolvere le equazioni differenziali del primo ordine
del tipo y’ = f(x), a variabili separabili, lineari(*)
- Risolvere le equazioni differenziali del secondo
ordine lineari a coefficienti costanti
Risolvere problemi di Cauchy del primo(*) e del
- Apprendere il concetto di equazione differenziale
secondo ordine
- Risolvere alcuni tipi di equazioni differenziali
- Applicare le equazioni differenziali alla fisica
TEMPI
Marzo/Aprile
(pentamestre)
MODULO
Obiettivi formativi
LE
DISTRIBUZIONI DI - Operare con le distribuzioni di probabilità di uso
frequente di variabili casuali discrete
PROBABILITA’
- Operare con le distribuzioni di probabilità di uso
frequente di variabili casuali continue
(*) Competenze minime
Indicatori
- Determinare la distribuzione di probabilità e la
funzione di ripartizione di una variabile casuale
discreta, valutandone media, varianza, deviazione
standard
- Valutare l’equità e la posta di un gioco aleatorio
- Studiare variabili casuali che hanno distribuzione
uniforme discreta, binomiale o di Poisson
- Standardizzare una variabile casuale
Studiare variabili casuali continue che hanno
distribuzione uniforme continua o normale
TEMPI
Maggio
(pentamestre)
PERCORSO DIDATTICO CURRICULARE: FISICA CLASSE III
MODULO
IL LAVORO E
L’ENERGIA
Traguardi formativi
-
-
-
Mettere in relazione l’applicazione di una
forza su un corpo e lo spostamento
conseguente.
Analizzare la relazione tra lavoro prodotto e
intervallo di tempo impiegato.
Identificare le forze conservative e le forze
non conservative.
Realizzare il percorso logico e matematico
che porta dal lavoro all’energia cinetica,
all’energia potenziale gravitazionale e
all’energia potenziale elastica.
Formulare il principio di conservazione
dell’energia meccanica e dell’energia totale.
Rappresentare un vettore nelle sue coordinate.
Definire le caratteristiche del prodotto scalare
e del prodotto vettoriale.
Essere consapevoli dell’utilizzo dell’energia
nelle situazioni reali.
Indicatori
-
-
-
-
Definire il lavoro come prodotto scalare di forza
e spostamento.(*)
Individuare la grandezza fisica potenza.(*)
Riconoscere le differenze tra il lavoro prodotto
da una forza conservativa e quello di una forza
non conservativa.(*)
Ricavare e interpretare l’espressione matematica
delle diverse forme di energia meccanica.(*)
Utilizzare il principio di conservazione
dell’energia per studiare il moto di un corpo in
presenza di forze conservative.(*)
Valutare il lavoro delle forze dissipative.(*)
Effettuare correttamente prodotti scalari e
vettoriali.(*)
Riconoscere le forme di energia e utilizzare la
conservazione dell’energia nella risoluzione dei
problemi.(*)
Riconoscere le potenzialità di utilizzo
dell’energia in diversi contesti della vita reale.
Riconoscere e analizzare l’importanza delle
trasformazioni dell’energia nello sviluppo
tecnologico.
TEMPI
Settembre/Ottobre
(trimestre)
MODULO
Traguardi formativi
Indicatori
QUANTITA’ DI
MOTO E
MOMENTO
ANGOLARE
U.D.1 La quantità di
moto
U.D.2 Il momento
angolare
TEMPI
Novembre
(trimestre)
- Identificare i vettori quantità di moto di un
corpo e impulso di una forza.
- Creare piccoli esperimenti che indichino
quali grandezze all’interno di un sistema fisico
si conservano.
- Definire il vettore momento angolare.
- Formulare il teorema dell’impulso a partire
dalla seconda legge della dinamica.
- Ragionare in termini di forza d’urto.
- Definire la legge di conservazione della
quantità di moto in relazione ai principi della
dinamica.
- Affrontare il problema degli urti, su una retta
e obliqui.
- Identificare il concetto di centro di massa di
sistemi isolati e non.
-
di moto a partire dai dati.(*)
Esprimere la legge di conservazione della
quantità di moto.(*)
- Analizzare le condizioni di conservazione della
quantità di moto. (*)
- Rappresentare dal punto di vista vettoriale il
teorema dell’impulso.(*)
- Attualizzare a casi concreti la possibilità di
minimizzare, o massimizzare, la forza d’urto.
- Ricavare dai principi della dinamica l’espressione
matematica che esprime la conservazione della
quantità di moto.(*)
- Riconoscere gli urti elastici e anelastici.(*)
- Risolvere semplici problemi di urto, su una retta
(*) e obliqui.
Calcolare il momento angolare a partire dai
dati.(*)
- Utilizzare i principi di conservazione per
risolvere quesiti relativi al moto dei corpi nei
sistemi complessi.
- Calcolare il centro di massa di alcuni sistemi.(*)
- Calcolare il momento di inerzia di alcuni corpi
rigidi.(*)
-
- Interpretare l’analogia formale tra il secondo
principio della dinamica e il momento
angolare, espresso in funzione del momento
d’inerzia di un corpo.
- Analizzare la conservazione delle grandezze
fisiche in riferimento ai problemi da affrontare
e risolvere
Calcolare la quantità
MODULO
Traguardi formativi
I PRINCIPI DELLA
DINAMICA E LA
RELATIVITA’
GALILEIANA
LA
GRAVITAZIONE
-
Ragionare sul principio di relatività galileiana.
Identificare i sistemi di riferimento
inerziali
-
Conoscere le trasformazioni di Galileo
-
Identificare le forze apparenti
Descrivere i moti dei corpi celesti e
individuare la causa dei comportamenti
osservati.
Analizzare il moto dei satelliti e descrivere
i vari tipi di orbite.
Descrivere l’azione delle forze a distanza
in funzione del concetto di campo
gravitazionale.
Mettere in relazione fenomeni osservati e
leggi fisiche.
Formulare la legge di gravitazione
universale.
Interpretare le leggi di Keplero in funzione
dei principi della dinamica e della legge di
gravitazione universale.
Descrivere l’energia potenziale
gravitazionale in funzione della legge di
gravitazione universale.
Mettere in relazione la forza di gravità e la
conservazione dell’energia meccanica.
-
Indicatori
TEMPI
Individuare l’ambito di validità delle
trasformazioni di Galileo.
Saper calcolare la forza centrifuga (*) e la
forza di Coriolis
Applicare i principi della dinamica in
sistemi di riferimento non inerziali
Dicembre/Gennaio
(pentamestre)
- Formulare le leggi di Keplero.(*)
- Riconoscere la forza di gravitazione
universale come responsabile della
distribuzione delle masse nell’Universo.((*)
- Definizione del vettore campo
gravitazionale g.(*)
- Utilizzare la legge di gravitazione universale
per il calcolo della costante G e per il calcolo
dell’accelerazione di gravità sulla Terra.
- Definire la velocità di fuga di un pianeta e
descrivere le condizioni di formazione di un
buco nero.
- Calcolare l’interazione gravitazionale tra
due corpi.(*)
- Utilizzare le relazioni matematiche
opportune per la risoluzione dei problemi
proposti.(*)
Gennaio
(pentamestre)
-
MODULO
I GAS E LA
TEORIA
CINETICA
Traguardi formativi
-
Familiarizzare con la semplificazione
concettuale di gas perfetto
Inquadrare il concetto di temperatura nel
punto di vista microscopico.
Identificare l’energia interna dei gas
perfetti e reali.
Indicare il segno dell’energia interna nei
diversi stati di aggregazione molecolare.
Osservare il movimento incessante delle
molecole .
Rappresentare il modello microscopico del
gas perfetto.
Formulare il teorema di equipartizione
dell’energia.
Ragionare in termini di distribuzione
maxwelliana delle velocità.
Analizzare le differenze tra gas perfetti e
reali dal punto di vista microscopico.
Indicatori
-
-
-
Descrivere le leggi dei gas perfetti e la loro
equazione di stato(*)
Individuare la relazione tra temperatura
assoluta ed energia cinetica media delle
molecole.(*)
Spiegare perché la temperatura assoluta non
può essere negativa.(*)
Definire il moto browniano.(*)
Indicare la pressione esercitata da un gas
perfetto dal punto di vista microscopico(*) .
Calcolare la pressione del gas perfetto
utilizzando il teorema dell’impulso.
Ricavare l’espressione della velocità
quadratica media.
Formulare l’equazione di Van der Waals per
i gas reali.
Scegliere e utilizzare le relazioni
matematiche specifiche relative alle diverse
problematiche (*)
TEMPI
Febbraio/Marzo
(pentamestre)
MODULO
Traguardi formativi
Indicatori
Aprile/Maggio
(pentamestre)
LA
TERMODINAMICA
U.D.1 Il primo
principio
-
-
-
U.D.2 Il secondo
principio
TEMPI
-
-
Esaminare gli scambi di energia tra i sistemi e
l’ambiente.
Osservare il comportamento
Formulare il concetto di funzione di stato.
Mettere a confronto trasformazioni reali e
trasformazioni quasistatiche.
Interpretare il primo principio della
termodinamica alla luce del principio di
conservazione dell’energia.
Esaminare le possibili, diverse, trasformazioni
termodinamiche.
Descrivere l’aumento di temperatura di un gas
in funzione delle modalità con cui avviene il
riscaldamento.
Formalizzare il principio zero della
termodinamica, le equazioni relative alle
diverse trasformazioni termodinamiche e
l’espressione dei calori specifici del gas
perfetto.
-
Analizzare come sfruttare l’espansione di un
gas per produrre lavoro.
Analizzare alcuni fenomeni della vita reale
dal punto di vista della loro reversibilità, o
irreversibilità
Indicare le condizioni necessarie per il
funzionamento di una macchina termica.
Analizzare il rapporto tra il lavoro totale
prodotto dalla macchina e la quantità di
-
-
-
-
Indicare le variabili che identificano lo stato
termodinamico di un sistema.
Esprimere la differenza tra grandezze estensive
e intensive.
Definire il lavoro termodinamico.
Riconoscere che il lavoro termodinamico è una
funzione di stato.
Descrivere le principali trasformazioni di un
gas perfetto, come applicazioni del primo
principio.
Definire i calori specifici del gas perfetto.
Definire le trasformazioni cicliche.
Interpretare il lavoro termodinamico in un
grafico pressione-volume.
Applicare le relazioni appropriate in ogni
singola e diversa trasformazione di stato.
Calcolare i calori specifici del gas perfetto.
Descrivere il principio di funzionamento di una
macchina termica.
Descrivere il bilancio energetico di una
macchina termica.
Definire il concetto di sorgente ideale di calore.
Definire il rendimento di una macchina
termica.
Definire la macchina termica reversibile e
descriverne le caratteristiche.
(segue)
U.D.2 Il secondo
principio
-
-
(*) competenze minime
calore assorbita.
Formulare il secondo principio della
termodinamica , distinguendo i suoi due
primi enunciati .
Formulare il terzo enunciato del secondo
principio.
Formalizzare il teorema di Carnot e
dimostrarne la validità.
-
-
Descrivere il ciclo di Carnot.
Mettere a confronto i primi due enunciati del
secondo principio e dimostrare la loro
equivalenza.
Applicare le relazioni individuate al fine di
risolvere i problemi proposti.
Analizzare e descrivere il funzionamento delle
macchine termiche di uso quotidiano nella vita
reale.
PERCORSO DIDATTICO CURRICULARE: FISICA CLASSE IV
MODULO
ONDE
U.D.1 Le onde
elastiche
Obiettivi formativi
-
-
U.D.2 Il suono
-
Indicatori competenze
Osservare un moto ondulatorio e i modi in cui si
propaga.
Analizzare cosa oscilla in un’onda.
Analizzare le grandezze caratteristiche di
un’onda.
Capire cosa accade quando due, o più, onde si
propagano contemporanea-mente nello stesso
mezzo materiale.
Osservare un esperimento sull’interferenza tra
onde nel piano e nello spazio.
Formalizzare il concetto di onda armonica.
Formalizzare il concetto di onde coerenti.
-
Capire l’origine del suono.
Osservare le modalità di propagazione dell’onda
sonora.
Analizzare le onde stazionarie
-
-
-
TEMPI
Definire i tipi di onde osservati (*)
Rappresentare graficamente un’onda e definire
cosa s’intende per fronte d’onda e la relazione tra
Settembre-Novembre
i fronti e i raggi dell’onda stessa(*)
(trimestre)
Definire le onde periodiche ed armoniche(*)
Applicare le leggi delle onde armoniche
Ragionare sul principio di sovrapposizione e
definire l’interferenza costruttiva e distruttiva(*)
Definire le condizioni di interferenza costruttiva e
distruttiva nel piano e nello spazio(*)
Applicare le leggi relative all’interferenza nelle
diverse condizioni di fase
Definire le grandezze caratteristiche del suono(*)
Definire il livello d’intensità sonora e i limiti di
udibilità(*)
Calcolare la frequenza dei battimenti
Definire la velocità di propagazione di un’onda
sonora(*)
Calcolare le frequenze percepite nei casi in cui la
sorgente sonora e il ricevitore siano in moto
reciproco relativo(*)
Riconoscere l’importanza delle applicazioni
dell’effetto Doppler in molte situazioni della vita
reale
U.D.3 Le onde
luminose
-
-
Interrogarsi sulla natura della luce.
Analizzare i comportamenti della luce nelle
diverse situazioni
Osservare esperimenti con due fenditure
illuminate da una sorgente luminosa per
analizzare il fenomeno dell’interferenza.
Analizzare l’esperimento di Young.
Capire cosa succede quando la luce incontra un
ostacolo.
Analizzare la relazione tra lunghezza d’onda e
colore.
Analizzare gli spettri di emissione delle sorgenti
luminose.
-
Esporre il dualismo onda-corpuscolo. (*)
Definire le grandezze radiometriche e
fotometriche
Formulare le relazioni matematiche per
l’interferenza costruttiva e distruttiva. (*)
Mettere in relazione la diffrazione delle onde con
le dimensioni dell’ostacolo incontrato.
Analizzare la figura di diffrazione e calcolare le
posizioni delle frange, chiare e scure. (*)
Discutere la figura di diffrazione ottenuta con
l’utilizzo di un reticolo di diffrazione.
Mettere a confronto onde sonore e onde luminose.
Riconoscere gli spettri emessi da corpi solidi,
liquidi e gas
MODULO
ELETTRICITA’
Obiettivi formativi
U.D.1 La carica
elettrica e la legge di
Coulomb
-
U.D.2 Il campo
elettrico
-
-
Indicatori competenze
Riconoscere che alcuni oggetti sfregati con la lana
possono attirare altri oggetti leggeri.
Capire come verificare la carica elettrica di un
oggetto.
Utilizzare la bilancia a torsione per determinare le
caratteristiche della forza elettrica.
Creare piccoli esperimenti per analizzare i diversi
metodi di elettrizzazione.
Studiare il modello microscopico della materia.
Individuare le potenzialità offerte dalla carica per
induzione e dalla polarizzazione.
Sperimentare l’azione reciproca di due corpi
puntiformi carichi.
Formalizzare le caratteristiche della forza di
Coulomb.
Formalizzare il principio di sovrapposizione.
Osservare le caratteristiche di una zona dello spazio
in presenza e in assenza di una carica elettrica.
Creare piccoli esperimenti per visualizzare il campo
elettrico.
Verificare le caratteristiche vettoriali del campo
elettrico.
Analizzare la relazione tra il campo elettrico in un
punto dello spazio e la forza elettrica agente su una
carica in quel punto.
Analizzare il campo elettrico generato da
distribuzioni di cariche con particolari simmetrie.
TEMPI
- Identificare il fenomeno dell’elettrizzazione. (*)
- Descrivere l’elettroscopio e definire la carica
elettrica elementare. (*)
- Definire e descrivere l’elettrizzazione per
strofinio, contatto e induzione. (*)
Dicembre/Gennaio
- Definire la polarizzazione. (*)
(pentamestre)
- Definire i corpi conduttori e quelli isolanti. (*)
- Riconoscere che la carica che si deposita su
oggetti elettrizzati per contatto e per induzione ha
lo stesso segno di quella dell’induttore.
- Formulare e descrivere la legge di Coulomb. (*)
- Definire la costante dielettrica relativa e assoluta.
- Interrogarsi sul significato di “forza a distanza”.
(*)
- Utilizzare le relazioni matematiche appropriate
alla risoluzione dei problemi proposti.
-
Definire il concetto di campo elettrico. (*)
Rappresentare le linee del campo elettrico prodotto da
una o più cariche puntiformi. (*)
Calcolare il campo elettrico prodotto da una o più
cariche puntiformi.(*)
Definire il concetto di flusso elettrico e formulare il
teorema di Gauss per l’elettrostatica. (*)
Definire il vettore superficie di una superficie piana
immersa nello spazio
Applicare il teorema di Gauss a distribuzioni diverse
di cariche per ricavare l’espressione del campo
-
U.D.3 Il potenziale
elettrico
Formalizzare il principio di sovrapposizione dei
campi elettrici
Individuare le analogie e le differenze tra campo
elettrico e campo gravitazionale
-
-
Riconoscere la forza elettrica come forza
conservativa.
Mettere in relazione la forza di Coulomb con
l’energia potenziale elettrica.
Interrogarsi sulla possibilità di individuare una
grandezza scalare con le stesse proprietà del
campo elettrico
Individuare le grandezze che descrivono un
sistema di cariche elettriche.
Analizzare il moto spontaneo delle cariche
elettriche.
Ricavare il campo elettrico in un punto
dall’andamento del potenziale elettrico.
Riconoscere che la circuitazione del campo
elettrostatico è sempre uguale a zero.
Mettere a confronto l’energia potenziale in
meccanica e in elettrostatica.
Capire cosa rappresentano le superfici
equipotenziali e a cosa sono equivalenti.
Formulare l’espressione matematica del
potenziale elettrico in un punto
-
-
-
-
elettrico prodotto.
Applicare le relazioni appropriate alla risoluzione dei
problemi proposti.
Mettere a confronto campo elettrico e campo
gravitazionale. (*)
Definire l’energia potenziale elettrica. (*)
Indicare l’espressione matematica dell’energia
potenziale e discutere la scelta del livello zero.
Definire il potenziale elettrico. (*)
Indicare quali grandezze dipendono, o non dipendono,
dalla carica di prova ed evidenziarne la natura
vettoriale o scalare.
Definire la circuitazione del campo elettrico. (*)
Individuare correttamente i sistemi coinvolti
nell’energia potenziale, meccanica ed elettrostatica(*)
Rappresentare graficamente le superfici
equipotenziali e la loro relazione geometrica con le
linee di campo.
Utilizzare le relazioni matematiche e grafiche
opportune per la risoluzione dei problemi proposti.(*)
U.D.4 Fenomeni di
elettrostatica
-
-
-
Esaminare la configurazione assunta dalle cariche
conferite a un corpo quando il sistema elettrico
torna all’equilibrio.
Esaminare il potere delle punte.
Esaminare un sistema costituito da due lastre
metalliche parallele poste a piccola distanza
Saper mostrare, con piccoli esperimenti, dove si
dispone la carica in eccesso nei conduttori.
Analizzare il campo elettrico e il potenziale elettrico
all’interno e sulla superficie di un conduttore carico
in equilibrio.
Discutere le convenzioni per lo zero del potenziale.
Verificare la relazione tra la carica su un conduttore
e il potenziale cui esso si porta.
Analizzare i circuiti in cui siano presenti due o più
condensatori collegati tra di loro.
Formalizzare il problema generale
dell’elettrostatica.
Formalizzare l’espressione del campo elettrico
generato da un condensatore piano e da un
condensatore sferico
-
-
-
Definire la densità superficiale di carica e illustrare il
valore che essa assume in funzione della curvatura
della superficie del conduttore caricato. (*)
Definire il condensatore e la sua capacità elettrica. (*)
Dimostrare il motivo per cui la carica netta in un
conduttore in equilibrio elettrostatico si distribuisce
tutta sulla sua superficie.
Definire la capacità elettrica. (*)
Illustrare i collegamenti in serie e in parallelo di due o
più condensatori. (*)
Riconoscere i condensatori come sono serbatoi di
energia (*)
Dimostrare il teorema di Coulomb.
Dimostrare che le cariche contenute sulle superfici di
due sfere in equilibrio elettrostatico sono direttamente
proporzionali ai loro raggi.
MODULO
LA CORRENTE
Obiettivi formativi
-
U.D.1 La corrente
continua
-
U.D.2 La corrente
elettrica nei metalli
-
Indicatori competenze
Osservare cosa comporta una differenza di
potenziale ai capi di un conduttore.
Individuare cosa occorre per mantenere ai capi di un
conduttore una differenza di potenziale costante.
Analizzare la relazione esistente tra l’intensità di
corrente che attraversa un conduttore e la differenza
di potenziale ai suoi capi.
Analizzare gli effetti del passaggio di corrente su un
resistore.
Esaminare un circuito elettrico e i collegamenti in
serie e in parallelo.
Analizzare la forza elettromotrice di un generatore,
ideale e/o reale.
Formalizzare le leggi di Kirchhoff.
-
Riconoscere che il moto di agitazione termica degli
elettroni nell’atomo non produce corrente elettrica.
Identificare l’effetto fotoelettrico e l’effetto
termoionico
Mettere in relazione la corrente che circola su un
conduttore con le sue caratteristiche geometriche.
Interrogarsi su come rendere variabile la resistenza
di un conduttore.
Esaminare sperimentalmente la variazione della
resistività al variare della temperatura.
Analizzare il processo di carica e di scarica di un
condensatore.
Analizzare il comportamento di due metalli messi a
contatto.
Discutere la forza di attrazione tra le armature di un
condensatore piano.
-
-
-
TEMPI
Definire l’intensità di corrente elettrica. (*)
Definire il generatore ideale di tensione continua. (*) Febbraio-Aprile
Formalizzare la prima legge di Ohm. (*)
(pentamestre)
Definire la potenza elettrica. (*)
Discutere l’effetto Joule (*)
Calcolare la resistenza equivalente di resistori
collegati in serie e in parallelo. (*)
Risolvere i circuiti determinando valore e verso di
tutte le correnti nonché le differenze di potenziale ai
capi dei resistori.
Illustrare come si muovono gli elettroni di un filo
conduttore quando esso viene collegato a un
generatore. (*)
Definire la velocità di deriva degli elettroni. (*)
Definire il lavoro di estrazione e il potenziale di
estrazione. (*)
Formulare la seconda legge di Ohm. (*)
Definire la resistività elettrica. (*)
Descrivere il resistore variabile e il suo utilizzo nella
costruzione di un potenziometro.
Analizzare e descrivere i superconduttori e le loro
caratteristiche.
Discutere il bilancio energetico di un processo di
carica, e di scarica, di un condensatore. (*)
Enunciare l’effetto Volta.
Utilizzare le relazioni matematiche appropriate alla
risoluzione dei problemi proposti.
MODULO
MAGNETISMO
U.D.1 Fenomeni
magnetici
fondamentali
U.D.2 Il campo
magnetico
Obiettivi formativi
- Riconoscere che una calamita esercita una forza su
una seconda calamita.
- Riconoscere che l’ago di una bussola ruota in
direzione Sud-Nord.
- Creare piccoli esperimenti di attrazione, o repulsione,
magnetica.
- Visualizzare il campo magnetico con limatura di
ferro.
- Ragionare sui legami tra fenomeni elettrici e
magnetici.
- Analizzare l’interazione tra due conduttori percorsi da
corrente.
- Interrogarsi su come possiamo definire e misurare il
valore del campo magnetico.
- Studiare il campo magnetico generato da un filo, una
spira e un solenoide.
- Formalizzare il concetto di momento della forza
magnetica su una spira.
-
-
-
Analizzare le proprietà magnetiche dei materiali.
Interrogarsi sul perché un filo percorso da corrente
generi un campo magnetico e risenta dell’effetto di
un campo magnetico esterno.
Analizzare il moto di una carica all’interno di un
campo magnetico e descrivere le applicazioni
sperimentali che ne conseguono.
Riconoscere che i materiali ferromagnetici possono
essere smagnetizzati.
Formalizzare il concetto di flusso del campo
magnetico.
Indicatori competenze
-
-
Definire i poli magnetici. (*)
Esporre il concetto di campo magnetico. (*)
Definire il campo magnetico terrestre.
Analizzare le forze di interazione tra poli magnetici. (*)
Mettere a confronto campo elettrico e campo
magnetico. (*)
Analizzare il campo magnetico prodotto da un filo
percorso da corrente. (*)
Descrivere l’esperienza di Faraday. (*)
Formulare la legge di Ampère.
Rappresentare matematicamente la forza magnetica su
un filo percorso da corrente.
Descrivere il funzionamento del motore elettrico e degli
strumenti di misura di correnti e differenze di
potenziale.
Utilizzare le relazioni appropriate alla risoluzione dei
singoli problemi.
Valutare l’impatto del motore elettrico in tutte le
diverse situazioni della vita reale.
-
-
Distinguere le sostanze ferro, para e dia magnetiche
Descrivere la forza di Lorentz. (*)
Calcolare il raggio e il periodo del moto circolare di
una carica che si muove perpendicolarmente a un
campo magnetico uniforme. (*)
Descrivere il funzionamento dello spettrometro di
massa.
Esporre e dimostrare il teorema di Gauss per il
magnetismo. (*)
Esporre il teorema di Ampère e indicarne le
implicazioni (il campo magnetico non è
TEMPI
Maggio/
Giugno
(pentamestre)
-
Definire la circuitazione del campo magnetico.
conservativo). (*)
Formalizzare il concetto di permeabilità magnetica
- Analizzare il ciclo di isteresi magnetica.
relativa.
- Discutere l’importanza e l’utilizzo di un
Formalizzare le equazioni di Maxwell per i campi
elettromagnete.
statici.
Riconoscere che le sostanze magnetizzate possono
conservare una magnetizzazione residua.
(*) competenze minime
PERCORSO DIDATTICO CURRICULARE: FISICA CLASSE V
MODULO
MAGNETISMO
(se non svolto in IV)
U.D. 1 Fenomeni
magnetici naturali
Obiettivi formativi
- Interrogarsi su come possiamo definire e misurare il
valore del campo magnetico.
- Studiare il campo magnetico generato da un filo, una
spira e un solenoide.
- Formalizzare il concetto di momento della forza
magnetica su una spira.
Indicatori competenze
-
-
-
U.D. 2 Il campo
magnetico
- Analizzare le proprietà magnetiche dei materiali.
- Interrogarsi sul perché un filo percorso da corrente
generi un campo magnetico e risenta dell’effetto di un
campo magnetico esterno.
- Analizzare il moto di una carica all’interno di un
campo magnetico e descrivere le applicazioni
sperimentali che ne conseguono.
- Riconoscere che i materiali ferromagnetici possono
essere smagnetizzati.
- Formalizzare il concetto di flusso del campo
magnetico.
-
-
Rappresentare il campo magnetico tramite
linee di forza (*)
Descrivere il campo magnetico terrestre (*)
Rappresentare matematicamente la forza
magnetica su un filo percorso da corrente.(*)
Descrivere matematicamente l’interazione tra
fili percorsi da corrente (*)
Descrivere il campo generato da un filo
percorso da corrente, di una spira e di un
solenoide (*)
Descrivere il funzionamento del motore
elettrico e degli strumenti di misura di correnti
e differenze di potenziale.
Utilizzare le relazioni appropriate alla
risoluzione dei singoli problemi.
Valutare l’impatto del motore elettrico in tutte
le diverse situazioni della vita reale.
Distinguere le sostanze ferro, para e dia
magnetiche (*)
Descrivere la forza di Lorentz (*)
Calcolare il raggio e il periodo del moto
circolare di una carica che si muove
perpendicolarmente a un campo magnetico
uniforme (*)
Interpretare l’effetto Hall.
Descrivere il funzionamento dello spettrometro
di massa (*)
Definire la temperatura di Curie.
TEMPI
Settembre/Ottobre
(trimestre)
U.D. 2 Il campo
magnetico
- Definire la circuitazione del campo magnetico.
- Formalizzare il concetto di permeabilità magnetica
relativa.
- Formalizzare le equazioni di Maxwell per i campi
statici.
- Riconoscere che le sostanze magnetizzate possono
conservare una magnetizzazione residua.
-
-
-
Esporre il teorema di Gauss per il magnetismo
(*)
Esporre il teorema di Ampère e indicarne le
implicazioni (il campo magnetico non è
conservativo) (*)
Analizzare il ciclo di isteresi magnetica.
Definire la magnetizzazione permanente.
Descrivere come la magnetizzazione residua
possa essere utilizzata nella realizzazione di
memorie magnetiche digitali.
Discutere l’importanza e l’utilizzo di un
elettromagnete (*)
MODULO
Obiettivi formativi
Indicatori competenze
ELETTRO –
MAGNETISMO
TEMPI
Novembre/Dicembre
(trimestre/pentamestre)
U.D.1 L’induzione
elettromagnetica
-
-
Con un piccolo esperimento mostrare che il movimento di una calamita all’interno di un
circuito (in assenza di pile o batterie) determina un passaggio di corrente.
Analizzare il meccanismo che porta alla
generazione di una corrente indotta.
Capire qual è il verso della corrente indotta.
Analizzare i fenomeni dell’autoinduzione e della mutua induzione.
Analizzare il funzionamento di un alternatore e presentare i circuiti in corrente alternata.
Rappresentare i circuiti in corrente alternata e discuterne il bilancio energetico.
-
-
U.D.2 Le equazioni di Maxwell e le onde
elettromagnetiche
-
-
-
Cosa genera un campo elettrico e cosa genera un
campo magnetico
Analizzare e calcolare la circuitazione del campo
elettrico indotto.
Formulare l’espressione matematica relativa alla
circuitazione del campo magnetico secondo
Maxwell.
Le equazioni di Maxwell permet-tono di derivare
tutte le proprietà dell’elettricità, del magnetismo e
dell’elettroma-gnetismo.
L’oscillazione di una carica tra due punti genera
-
Definire
il
fenomeno
dell’induzione
elettromagnetica.(*)
Formulare e dimostrare la legge di FaradayNeumann (*).
Formulare ed interpretare la legge di Lenz come
conseguenza del principio di conservazione
dell’energia; (*)
Definire le correnti di Foucault.(*)
Definire i coefficienti di auto e mutua induzione.
Individuare i valori efficaci di corrente alternata e
tensione alternata.(*)
Risolvere i circuiti in corrente alternata.
Utilizzare le relazioni matematiche individuate per
risolvere i problemi relativi a ogni singola
situazione descritta. (*)
Discutere l’impiego e l’utilizzo di acceleratori
lineari e del ciclotrone.
Comprendere la relazione tra campo elettrico
indotto e campo magnetico variabile; (*)
Capire se si può definire un potenziale elettrico per
il campo elettrico indotto (*)
Individuare cosa rappresenta la corrente di
spostamento (*)
Esporre e discute le equazioni di Maxwell nel caso
statico e nel caso generale (*)
Definire le caratteristiche di un’onda elettromagnetica e analizzarne la propagazione (*)
Definire il profilo spaziale di un’onda
-
-
un’onda elettromagnetica.
Analizzare la propagazione nel tempo di un’onda
elettromagnetica.
La luce è una particolare onda elettromagnetica.
L’insieme delle frequenze delle onde
elettromagnetiche si chiama spettro
elettromagnetico.
Analizzare le diverse parti dello spettro
elettromagnetico e le caratteristiche delle onde che
lo compongono.
-
elettromagnetica piana.
Descrivere il fenomeno della polarizzazione e
enunciare la legge di Malus.
Affrontare correttamente la soluzione dei problemi,
anche solo teorici, proposti
Distinguere le varie parti dello spettro
elettromagnetico e individuare le caratteristiche
comuni alle varie onde elettromagnetiche (*)
MODULO
Obiettivi formativi
Indicatori competenze
LA RELATIVITA’
U.D. 1 La relatività
dello spazio e del
tempo;
Gennaio/Febbraio
(pentamestre)
-
-
U.D.2 La relatività
ristretta;
TEMPI
-
-
Dalla costanza della velocità della luce alla
contraddizione tra meccanica ed elettromagnetismo.
Dalla contraddizione tra meccanica ed
elettromagnetismo al principio di relatività ristretta.
Analizzare la relatività del concetto di simultaneità.
Indagare su cosa significa confrontare tra loro due
misure di tempo e due misure di lunghezza fatte in
luoghi diversi.
Analizzare la variazione, o meno, delle lunghezze in
direzione parallela e perpendicolare al moto.
Un evento viene descritto dalla quaterna ordinata
(t,x, y, z).
Nella teoria della relatività ristretta hanno un
significato fisico la lunghezza invariante e
l’intervallo di tempo invariante
Analizzare lo spaziotempo.
Analizzare la composizione delle velocità alla luce
della teoria della relatività.
La massa totale di un sistema non si conserva.
Analizzare la relazione massa-energia di Einstein.
Mettere a confronto l’effetto Doppler per il suono e
l’effetto Doppler per la luce.
Esperimenti sulla materializzazione o
annichilazione delle particelle conferma che un
corpo in quiete possiede una quantità di energia,
detta energia di riposo.
-
-
-
-
-
Descrivere e discutere l’esperimento di
Michelson-Morley.
Formulare gli assiomi della relatività ristretta. (*)
Spiegare perché la durata di un fenomeno non è la
stessa in tutti i sistemi di riferimento.(*)
Introdurre il concetto di intervallo di tempo
proprio.(*)
Descrivere la contrazione delle lunghezze e
definire la lunghezza propria.(*)
Applicare le equazioni delle trasformazioni di
Lorentz nell’analisi di eventi relativistici;
Definire la lunghezza invariante.(*)
Definire l’intervallo invariante tra due eventi e
discuterne il significato (*)
Dimostrare la composizione delle velocità.
Formulare e discutere le espressioni dell’energia
totale, della massa e della quantità di moto in
meccanica relativistica (*)
Utilizzare la relazione di equivalenza relativistica
tra massa ed energia per determinare energie o
variazioni di massa; (*)
Definire il quadrivettore energia-quantità di moto
Indagare perché l’effetto Doppler per la luce può
dimostrare che le galassie si allontanano dalla Via
Lattea.(*)
Descrivere, sulla base dell’annichi-lazione di due
particelle con emissione di energia, il
funzionamento e l’importanza di esami
diagnostici, quali la PET.
MODULO
Obiettivi formativi
- L’assorbimento e l’emissione di radiazioni da parte di
CRISI DELLA
FISICA CLASSICA un corpo nero dipende dalla sua temperatura.
- L’elettromagnetismo classico prevede un irradiamento
totale di valore infinito da parte di qualunque corpo
nero e non è in grado di spiegare i risultati
sperimentali di Lenard sull’effetto fotoelettrico.
- Max Planck introduce l’idea dello scambio di
radiazione attraverso “pacchetti di energia”.
- L’esperimento di Compton dimostra che la radiazione
elettromagnetica è composta di fotoni che
interagiscono con gli elettroni come singole particelle.
- Analizzare l’esperimento di Millikan e discutere la
quantizzazione della carica elettrica.
- Formulare il principio di esclusione di Pauli.
- Mettere a confronto il modello planetario dell’atomo e
il modello di Bohr.
LA FISICA
QUANTISTICA
-
-
-
-
A seconda delle condizioni sperimentali la luce si
presenta come onda o come particella.
La teoria quantistica ammette due tipi di
distribuzioni quantistiche: quella di Bose-Einstein e
quella di Fermi-Dirac.
Indagare se la misura di entità e fenomeni ha le
stesse conseguenze sia a livello macroscopico che a
livello microscopico.
Analizzare il concetto di ampiezza di probabilità (o
funzione d’onda) e spiegare il principio di
indeterminazione.
Nel campo di forza coulombiano prodotto dal
nucleo, gli elettroni possono percorrere orbite
ellittiche.
Indicatori competenze
-
-
-
TEMPI
Illustrare la legge di Wien.(*)
Illustrare l’ipotesi di Planck dei “pacchetti di
energia” e come, secondo Einstein si spiegano le
proprietà dell’effetto fotoelettrico.(*)
Descrivere matematicamente l’energia dei quanti
del campo elettromagnetico.(*)
Analizzare l’effetto Compton in termini di
interazione fotone elettrone
Calcolare l’energia totale di un elettrone in un
atomo di idrogeno.
Esprimere e calcolare i livelli energetici di un
elettrone nell’atomo di idrogeno.
Definire l’energia di legame di un elettrone.
Giustificare lo spettro dell’atomo di idrogeno con
il modello di Bohr.
Analizzare l’esperimento di Rutherford.
Descrivere la tavola periodica degli elementi.
Marzo
(pentamestre)
Illustrare il dualismo onda-corpuscolo e formulare
la relazione di de Broglie.(*)
Identificare le particelle che seguono la
distribuzione statistica di Bose-Einstein e quelle
che seguono la distribuzione statistica di FermiDirac.
Illustrare le due forme del principio di
indeterminazione di Heisenberg.(*)
Enunciare e discutere il principio di
sovrapposizione delle funzioni d’onda.
Discutere sulla stabilità degli atomi.
Introdurre lo spin dell’elettrone.
Identificare i numeri quantici che determinano
l’orbita ellittica e la sua orientazione.
Aprile
(pentamestre)
MODULO
LA FISICA
NUCLEARE
Obiettivi formativi
-
Studiare la struttura dei nuclei.
Analizzare le reazioni nucleari.
Analizzare il motivo per cui i nucleoni riescono a
stare all’interno del nucleo.
Definire il difetto di massa.
La natura ondulatoria dei nuclei porta a definire gli
stati energetici dei nuclei.
Alcuni nuclei sono instabili e si trasformano in altri
nuclei.
Analizzare il fenomeno della creazione di particelle.
Analizzare i fenomeni della fissione e della fusione
nucleare
Valutare le applicazioni in campo medico-sanitario
e biologico dei radioisotopi.
(*) competenze minime
Indicatori competenze
-
Individuare le particelle del nucleo e le loro
caratteristiche.(*)
Descrivere le caratteristiche della forza
nucleare.(*)
Mettere in relazione il difetto di massa e l’energia
di legame del nucleo.(*)
Descrivere il fenomeno della radioattività.(*)
Descrivere i diversi tipi di decadimento
radioattivo.(*)
Formulare la legge del decadimento radioattivo.(*)
Definire l’interazione debole.
Descrivere il funzionamento delle centrali nucleari
e dei reattori a fusione nucleare.
Discutere rischi e benefici della produzione di
energia nucleare
TEMPI
Aprile/Maggio
(pentamestre)
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