LICEO SCIENTIFICO STATALE ALESSANDRO ANTONELLI Via Toscana, 20 28100 NOVARA 0321 465480/458381 0321 465143 lsantone@liceoantonelli.novara.it http://www.liceoantonelli.novara.it C.F.80014880035 Cod.Mecc. NOPS010004 PROGRAMMAZIONE DISCIPLINA Fisica Primo Biennio Anno scolastico 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 Conoscere quale è il campo di indagine della disciplina ed il metodo adottato (metodo sperimentale) Conoscere la definizione operativa di una grandezza fisica, il significato del S.I. di misura e la definizione operativa delle principali grandezze fisiche del S.I. (massa, lunghezza, tempo) Conoscere la notazione decimale e la notazione esponenziale di un numero decimale Conoscere la differenza tra misure dirette e misure indirette Conoscere la differenza tra errori 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 Saper operare e con i numeri nelle varie notazioni (decimale, frazionaria, esponenziale, con i prefissi) e saperli confrontare tra loro Saper scrivere un numero in notazione scientifica e saperne individuare l ordine di grandezza Saper trasformare misure in multipli e sottomultipli dell unità di misura Saper misurare lunghezze, superfici, volumi tempi e masse con metodi diretti ed indiretti Saper analizzare e rielaborare i dati sperimentali stimando la bontà delle misure effettuate Uso degli strumenti di misura: Metri e calibri, bilancia orologi e cronometri Misure dirette ed indirette: misura di lunghezze, superfici e volumi di oggetti regolari ed irregolari e analisi degli errori di misura Studio di un fenomeno periodico (pendolo o scariche elettriche) e stima dell errore sistematico relativo Pag. 2 di 11
UDA 1: Introduzione al metodo sperimentale 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 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 Saper utilizzare la proporzionalità diretta per rappresentazioni grafiche (rappresentazioni in scala o rappresentazioni grafiche di dati) Calcolo di percentuali Saper rappresentare graficamente la relazione di proporzionalità diretta, inversa e quadratica Saper leggere un grafico cartesiano Calcolo della densità di solidi e liquidi Pag. 3 di 11
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 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 Conoscere il significato di componente di un vettore lungo una direzione assegnata 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 Saper calcolare la somma/differenza di vettori con direzioni non parallele (regola del Parallelogramma) Saper scomporre un vettore lungo direzioni assegnate Saper calcolare le componenti cartesiane di un vettore Composizione di forze attraverso la regola del parallelogramma Saper calcolare la somma di vettori non paralleli per componenti Pag. 4 di 11
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 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 Saper ricavare operativamente le relazioni che definiscono la forza Peso, la Forza d attrito, la Forza Elastica Saper operare con le relazioni che descrivono la Forza Peso, la Forza Elastica, le Forze d attrito, ponendo particolare attenzione alle unità di misura Saper rappresentare graficamente il diagramma delle forze agenti su un punto materiale, comprese le forze connesse con vincoli, funi e carrucole Saper impostare la condizione di equilibrio di un punto materiale su 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 Determinazione della condizione di equilibrio di forze parallele e non parallele, ma appartenenti allo stesso piano Studio della Forza peso Studio della Forza elastica Studio della Forza d attrito Analisi del comportamento di carrucole e funi Studio dell equilibrio su di un piano inclinato Pag. 5 di 11
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 Conoscere la differenza tra punto materiale e corpo esteso e tra corpo esteso e corpo rigido; Conoscere la definizione di Momento di una forza rispetto ad un punto e di momento di coppia di forze Conoscere le condizioni di equilibrio di un corpo rigido materiale Conoscere la definizione di Baricentro di un corpo e la sua relazione con l equilibrio del corpo stesso Conoscere una leva e saperla classificare Saper calcolare la risultante delle forze che agiscono su un corpo rigido Saper rappresentare graficamente il diagramma delle forze agenti su un corpo rigido, comprese le forze connesse con vincoli, funi e carrucole Saper calcolare il momento di una forza rispetto ad un punto ed il momento di una coppia di forze Saper impostare le condizioni di equilibrio di un corpo rigido, identificando opportunamente il 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 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) Pag. 6 di 11
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 Conoscere i vari stati della materia e le loro differenze; Conoscere la definizione operativa di Pressione e saperla descrivere come nuova grandezza fisica ; Conoscere il significato della Pressione Atmosferica e saperne giustificare il valore storicamente attribuito Conoscere la Legge di Stevino e le sue applicazioni Conoscere il Principio di Pascal e le sue possibili applicazioni tecniche Saper operare con la Pressione utilizzando le diverse unità di misura. Saper calcolare la Pressione in un punto qualunque di un fluido Saper riconoscere nei fenomeni tipici dei fluidi le Leggi di Stevino e di Pascal Saper definire le condizioni di equilibrio di un di un corpo immerso in un fluido attraverso il Principio di Archimede 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 Conoscere il Principio di Archimede e la sua giustificazione Conoscere le condizioni di galleggiamento dei corpi nei fluidi. Pag. 7 di 11
Classe Seconda Periodo: primo quadrimestre UDA 1: La cinematica del 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 Conoscere l importanza della definizione di un sistema di riferimento sia spaziale che temporale, Conoscere la differenza tra spostamento e distanza percorsa; Conoscere la differenza tra velocità media e velocità istantanea Conoscere la differenza tra 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 definire un Sistema di riferimento spazio - temporale e saper dare le coordinate spazio - temporali di un punto mobile Saper interpretare i grafici (S,T) sia in termini di posizione che di velocità Saper interpretare i grafici (V,T) sia in termini di velocità che in termini di spostamento 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 Studio ed analisi delle equazioni del moto rettilineo uniforme e del moto rettilineo uniformemente accelerato attraverso la rotaia a rilevamento ad ultrasuoni Pag. 8 di 11
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 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 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 diagramma di forze agenti su di un corpo in movimento Saper riconoscere i principi della dinamica nei problemi di moto in cui sono coinvolte forze note Saper risolvere problemi di moto (moti a risultante verticale orizzontale e moti su piani inclinati in presenza di attriti) Studio ed analisi delle equazioni del moto rettilineo uniformemente accelerato attraverso la rotaia per verificare le relazioni tra forza ed accelerazione e forza e massa Conoscere semplici casi in cui il problema del moto è risolto (moto su un piano inclinato in presenza di attrito) Pag. 9 di 11
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 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 Conoscere il significato di Energia Potenziale e la differenza tra forze Conservative e Dissipative Conoscere la relazione tra l Energia Potenziale ed il Lavoro Conoscere il Principio di Conservazione dell Energia 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 Saper calcolare l energia potenziale di una forza conservativa (in particolare forza peso e forza elastica) Saper riconoscere le situazioni in cui vi è conservazione dell energia meccanica Saper calcolare l Energia dissipata da forze non conservative Esperienza del pendolo tagliato Pag. 10 di 11
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 Conoscere il modo in cui si propaga la luce e come si formano le ombre Conoscere le leggi della riflessione Conoscere le proprietà degli specchi piani e la legge dei punti coniugati per gli specchi sferici Conoscere le leggi della rifrazione Conoscere il cammino ottico tra due materiali non omogenei Conoscere l equazione dei punti coniugati per le lenti Conoscere il fenomeno della rifrazione totale Conoscere il fenomeno della dispersione Conoscere le lenti e gli specchi sono utilizzati in semplici strumenti ottici Saper giustificare i vari tipi di eclissi Saper rappresentare l immagine di un oggetto riflessa da uno specchio piano e da uno specchio sferico Saper calcolare la posizione dell immagine riflessa da uno specchio piano o sferico ed il suo indice di ingrandimento Saper rappresentare il cammino ottico di un raggio luminoso rifratto attraverso una superficie piana Saper rappresentare l immagine di un oggetto, rifratta da una lente sferica Saper calcolare la posizione dell immagine rifratta attraverso una lente sferica ed il suo indice di ingrandimento Saper spiegare fenomeni ottici attraverso la riflessione totale o la dispersione Analisi delle leggi della riflessione e rifrazione utilizzando il disco di Hartl Formazione delle immagino con specchi sferici e lenti sferiche utilizzando il banco ottico Verifica della dispersione utilizzando prismi ottici Pag. 11 di 11