1. Przedmiot:

Fizyka i astronomia

2. Nauczyciel:

Stefania  Szewczyk

3. Klasa:

IA

4. Program bazowy:

Program nauczania FIZYKI I ASTRONOMII zakres rozszerzony liceum ogólnokształcące

5. Autorka:

Anna Kaczorowska

6. Wydawnictwo:

Żak

7. Podręcznik:

FIZYKA I ASTRONOMIA część 1 liceum ogólnokształcące  zakres rozszerzony

Dział

Wiadomości

Umiejętności

Uczeń zna i rozumie

Uczeń potrafi

I.  Kinematyka

pojęcia: punku materialnego,  układu odniesienia,  toru, drogi oraz wektorów położenia i przemieszczenia;

na czym polega względność ruchu;

pojęcia: prędkości jako wielkości wektorowej oraz szybkości średniej i chwilowej jako wielkości skalarnych;

definicję ruchu jednostajnego prostoliniowego oraz zależność przemieszczenia od czasu dla tego ruchu;

definicję przyspieszenia;

definicję ruchu jednostajnie zmiennego prostoliniowego;

zależność drogi i prędkości od czasu dla ruchu jednostajnie zmiennego prostoliniowego;

zasadę niezależności ruchów na przykładzie rzutu poziomego oraz rzutu ukośnego;

definicje wielkości  opisujących  ruch jednostajny po okręgu: okres, częstotliwość oraz prędkość kątowa i liniowa;

pojęcie przyspieszenia dośrodkowego;

pojęcie układu inercjalnego;

zasadę względności Galileusza;

zasadę względności Einsteina;

zjawisko dylatacji czasu;

co to jest rok świetlny;

• podać przykłady, w których ciało może być traktowane jako punkt materialny i określić granice stosowalności takiego podejścia;
• dodawać wektory  graficznie i w układzie współrzędnych;
• wyjaśnić na przykładach na czym polega względność ruchu;
• odróżniać pojęcia: przemieszczenie i droga,  prędkość i szybkość;
• obliczać drogę, wartość prędkości i czas w ruchu jednostajnym prostoliniowym;
• przedstawić za pomocą wykresu zależność drogi od czasu w tym ruchu  i zinterpretować ten wykres;
• opisywać ten sam ruch  w różnych układach odniesienia;
• rozwiązywać problemy dotyczące ruchu jednostajnego prostoliniowego  z wykorzystaniem rachunku wektorowego;
• obliczać położenie, prędkość chwilową i średnią ciała w ruchu jednostajnie zmiennym;
• rozwiązywać zadania rachunkowe dotyczące ruchu jednostajnie zmiennego z wykorzystaniem wykresów zależności położenia lub prędkości od czasu dla tego ruchu;
• opisać z jakich ruchów się składa rzut poziomy i ukośny oraz rozwiązywać zadania dotyczące tych rzutów z wykorzystaniem niezależności ruchów składowych.
• wyprowadzić związek między prędkością liniową i kątową w ruchu jednostajnym po okręgu;
• wyjaśnić dlaczego w ruchu jednostajnym  po okręgu występuje przyspieszenie;
• określać kierunek, zwrot i wartość przyspieszenia dośrodkowego;
• zapisać różne postacie wzorów na wartość przyspieszenia dośrodkowego;
• wyprowadzić wzór na przyspieszenie dośrodkowe;
• rozwiązywać problemy dotyczące ruchu jednostajnego po okręgu;
• wykazać, że przy założeniu niezależności szybkości światła od układu odniesienia, czas upływający między dwoma tymi samymi zdarzeniami w różnych układach odniesienia jest różny;
• wyjaśnić na przykładzie  związek między czasem trwania procesu w układzie własnym, a jego czasem mierzonym w układzie odniesienia, który porusza się względem poprzedniego ze stałą szybkością, bliską szybkości światła;
• wyjaśnić jakie  konsekwencje dla obserwacji astronomicznych ma fakt, że  prędkość światła w próżni c jest największą, graniczną szybkością przekazywania informacji w przyrodzie;

Uczeń zna i rozumie

Uczeń potrafi

II. Dynamika

Punktu materialnego

rodzaje oddziaływań w przyrodzie,  skutki oddziaływań;

pojęcie siły wypadkowej;

I zasadę dynamiki;

układy odniesienia inercjalne;

III zasadę dynamiki, siły akcji i reakcji;

różne rodzaje oporów ruchu i okoliczności ich występowania (siła oporu ośrodka, siła tarcia poślizgowego);

definicję współczynnika tarcia poślizgowego oraz współczynnika tarcia statycznego;

definicję  pędu ciała;

ogólną postać II zasady dynamiki;

pojęcie środka masy;

treść zasady zachowania pędu i warunki jej stosowalności;

siłą dośrodkowa;

• podać przykłady stosowania  zasad dynamiki  w praktyce;
• stosować poprawnie I i III zasadę dynamiki, wskazywać siły akcji i reakcji;
• korzystając z rachunku wektorowego wskazywać siłę wypadkową;
• korzystać z II zasady dynamiki do matematycznego rozwiązania problemów, w których na ciało działa stała siła (bez uwzględnienia oporów ruchu);
• na przykładzie opisać, kiedy niezrównoważona stała siła powoduje ruch jednostajnie przyspieszony a kiedy opóźniony;
• opisać doświadczalną metodę wyznaczenia współczynnika tarcia dynamicznego;
• wykorzystać współczynnik tarcia  do obliczenia tarcia;
• wykorzystać współczynnik tarcia do rozwiązania zadań, gdy wypadkowa siła jest stała a ruch odbywa się w jednym wymiarze;
• wyjaśnić na czym polega bardziej ogólny charakter uogólnionej II zasady dynamiki w stosunku do tej, którą podał Newton;
• stosować ogólną postać II zasady dynamiki do rozwiązywania zadań;
• opisać na przykładach z życia codziennego i techniki  warunki stosowalności zasady zachowania pędu;
• interpretować zjawisko odrzutu w kategoriach zasady zachowania pędu;
• stosować tę zasadę do rozwiązywania prostych  problemów, gdy ciała poruszają się wzdłuż jednej prostej;
• wyjaśnić na  przykładach,  że siła dośrodkowa jest wypadkową wszystkich sił działających na ciało poruszające się ruchem jednostajnym po okręgu;

Uczeń zna i rozumie

Uczeń potrafi

III. Pole grawitacyjne.

Definicja natężenia pola grawitacyjnego.

Prawo powszechnego ciążenia.

Prawa Keplera.

Pierwsza prędkość kosmiczna.

Przeciążenie i nieważkość.

Energia potencjalna grawitacji w polu jednorodnym.

Energia mechaniczna.

Zasada zachowania energii w polu grawitacyjnym.

Praca w mechanice i jej związek ze zmianą energii mechanicznej.

Moc.

Energia potencjalna grawitacji w  polu centralnym.

Zachowawczość pola grawitacyjnego.

Zasada zachowania energii mechanicznej w polu grawitacyjnym .

II prędkość kosmiczna.

• podać przykłady zjawisk, do opisu których stosuje się prawo grawitacji;
• wyjaśnić jaki jest kształt linii pola grawitacyjnego centralnego oraz jednorodnego;
• wskazać podobieństwa i różnice między natężeniem pola grawitacyjnego a przyspieszeniem grawitacyjnym;
• wyznaczyć masę Ziemi korzystając z prawa powszechnego ciążenia;
• zastosować prawo grawitacji do rozwiązywania prostych problemów dotyczących ruchu obiektów kosmicznych po torach kołowych;
• zastosować prawa Keplera do opisu ruchu planet;
• wyprowadzić wzór na pierwszą prędkość kosmiczną;
• rozróżnić układy odniesienia inercjalne i nieinercjalne;
• potrafi wyjaśnić posługując się siłami bezwładności w układach nieinercjalnych   zjawiska przeciążenia i nieważkości;
• opisać  siły działające na ciało znajdujące się  w układzie  nieinercjalnym poruszającym się po okręgu posługując się siłą odśrodkową ;
• wyprowadzić wzór na energię potencjalną ciężkości E=mgh, korzystając ze związku między zmianą energii i pracą;
• obliczać energię potencjalną i kinetyczną ciał;
• stosować zasadę zachowania energii w opisie typowych sytuacji w życiu codziennym np. w spadku swobodnym;
• oceniać ograniczenia w stosowaniu zasady zachowania energii mechanicznej wynikające z istnienia oporów ruchu;
• wyjaśnić na czym polega zachowawczość pola grawitacyjnego;
• ocenić zakres stosowalności energii pola jednorodnego grawitacyjnego ziemskiego oraz obliczać energię potencjalną pola grawitacyjnego centralnego;
• stosować związek  miedzy pracą i zmianą energii  mechanicznej w polu centralnym;
• wyprowadzić wzór na II prędkość kosmiczną wykorzystując zasadę zachowania energii mechanicznej w polu centralnym;

IV.  Kinematyka i dynamika bryły sztywnej

Ruch postępowy i obrotowy; Pojęcie bryły sztywnej.

Wielkości opisujące ruch obrotowy bryły dookoła ustalonej osi obrotu: prędkość i przyspieszenie kątowe.

Moment siły względem ustalonej osi.

Warunki równowagi bryły sztywnej.

Moment bezwładności względem ustalonej osi.

Twierdzenie Steinera.

Moment pędu bryły sztywnej w ruchu obrotowym  względem ustalonej osi.

Zasada zachowania momentu pędu.

Energia kinetyczna ruchu obrotowego względem ustalonej osi.

Zasada zachowania energii mechanicznej z uwzględnieniem ruchu obrotowego.

• wyjaśnić pojęcie bryły sztywnej jako modelu;
• zastosować wielkości prędkość kątową i przyspieszenia kątowe do rozwiązywania problemów dotyczących ruchu obrotowego jednostajnego i jednostajnie zmiennego bryły sztywnej;
• zastosować związek między prędkością liniową i kątową oraz między przyspieszeniem liniowym i kątowym;
• obliczyć moment siły działającej na bryłę sztywną;
• zastosować w praktyce warunki równowagi bryły sztywnej np. dla maszyn prostych;
• zastosować twierdzenie Steinera;
• opisać metodę doświadczalną  zależności przyspieszenia kątowego od momentu bezwładności i momentu działającej siły;
• stosować II zasadę dynamiki dla ruchu obrotowego   do rozwiązywania problemów dotyczących ruchu bryły sztywnej wokół ustalonej osi;
• obliczać moment pędu bryły;
• opisać  warunki stosowania zasady zachowania momentu pędu;
• opisać przykłady zastosowania zasady zachowania momentu pędu;
• potrafi ją zastosować w prostych zadaniach;
• wyprowadzić wzór na energię kinetyczną bryły sztywnej obracającej się wokół ustalonej osi;
• zastosować zasadę zachowania energii mechanicznej z uwzględnieniem ruchu obrotowego w rozwiązywaniu problemów;

V. Elektrostatyka;

Kondensatory

Prawo zachowania ładunku.

Prawo Coulomba.

Ładunek elementarny.

Natężenie pola elektrostatycznego.

Pole centralne, jednorodne, zasada superpozycji pól.

Zachowawczy charakter pola elektrostatycznego.

Związek między zmiana energii potencjalnej i pracą.

Energia potencjalna cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym centralnym.

Potencjał  elektryczny.

Potencjał pola centralnego.

Ogólny wzór na pracę w polu elektrostatycznym.

Powierzchnie ekwipotencjalne.

Związek między natężeniem pola a różnicą potencjałów.

Pojemność elektryczna przewodnika.

Kondensator płaski.

Pojemność elektryczna kondensatora.

Pojemność kondensatora płaskiego  z dielektrykiem i bez dielektryka.

Zjawisko polaryzacji dielektryka.

Układy kondensatorów.

Energia pola elektrycznego.

Ruch  ładunków polu elektrostatycznym jednorodnym.

Budowa i zasada działania oscyloskopu.

• Wyjaśnić  zjawisko elektryzowania ciał w oparciu o zasadę zachowania ładunku;
• zastosować prawo Coulomba do rozwiązywania zadań;
• opisać sens fizyczny natężenia pola elektrostatycznego;
• scharakteryzować pole jednorodne, obliczyć siłę działającą na ładunek w polu jednorodnym;
• wyprowadzić wzór na wartość natężenia pola elektrostatycznego centralnego;
• sporządzić wykres zależności wartości natężenia pola centralnego od odległości od źródła;
• korzystać z zasady superpozycji pól;
• uzasadnić, że pole elektrostatyczne jest polem zachowawczym;
• obliczyć energię potencjalną cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym centralnym oraz sporządzić wykres zależności tej wielkości od odległości od źródła;
• zastosować definicję potencjału pola do wyprowadzenia wzoru na wartość potencjału pola centralnego;
• sporządzić wykres potencjału od odległości od źródła dla pola centralnego;
• podać ogólny wzór na pracę w polu elektrostatycznym ;
• podać związek między natężeniem pola i różnicą potencjałów;
• wyjaśnić, że w obszarze stałego potencjału brak pola;
• wyjaśnić, że ładunki swobodne poruszają się na powierzchni przewodnika do wyrównania potencjału na powierzchni przewodnika;
• obliczać pojemność elektryczną przewodników np. kuli metalowej;
• opisać co to jest kondensator oraz jak oblicza się pojemność kondensatora i w jakich jednostkach.
• opisać co to jest kondensator płaski próżniowy oraz od czego i jak zależy pojemność tego kondensatora.
• opisać zjawisko zachodzące w dielektryku umieszczonym w polu elektrostatycznym;
• opisać  wpływ jaki na pojemność kondensatora ma umieszczenie w nim dielektryka;
• opisać oraz wykorzystać do rozwiązywania zadań związki między ładunkami, napięciami i pojemnościami kondensatorów w łączeniu szeregowym i równoległym;
• opisać od czego i jak zależy energia naładowanego kondensatora;
• przeanalizować ruch cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym jednorodnym;
• rozwiązywać zadania dotyczące tego ruchu;
• opisać zasadę działania i budowę oscyloskopu.