Istituto Statale d'istruzione Superiore R.FORESI LICEO CLASSICO LICEO SCIENTIFICO LICEO DELLE SCIENZE APPLICATE FORESI LICEO SCIENZE UMANE FORESI ISTITUTO PROFESSIONALE PER L INDUSTRIA E L ARTIGIANATO BRIGNETTI ISTITUTO ALBERGHIERO E DELLA RISTORAZIONE BRIGNETTI INDIRIZZO Scientifico PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER COMPETENZE Docente Materia Marco Romeo Fisica Classe III Sezione A A.S. 2015 / 2016 Data di presentazione 30/11/2015 Premessa Avendo preso servizio dopo oltre un mese dall inizio delle attività didattiche mi sono avvalso di un breve test iniziale di 5 domande per sondare il livello di preparazione della classe. Su un totale di 18 alunni (5 erano assenti), solo il 22% di essi lo si può considerare ad un livello sufficiente (voto 6) di conoscenze anche se alla semplice domanda sulla scomposizione di un vettore nelle sue componenti in un piano cartesiano solo uno ha risposto quasi correttamente. Questo è preoccupante perché dovendo iniziare la parte della meccanica relativa alle tre leggi della dinamica (studio ed operazioni con grandezze vettoriali) ci si dovrà soffermare parecchio su concetti che dovrebbero essere invece già alquanto metabolizzati.
Programmazione per competenze 1 MODULO N. 1 TITOLO: i principi della dinamica Tempi di realizzazione novembre dicembre Competenze di base Osservare ed identificare i fenomeni; Formalizzare un problema ed applicare gli strumenti matematici per la sua risoluzione. Primo principio della dinamica e sistemi di riferimento inerziali; Il principio di relatività galileiano; Il secondo principio della dinamica; Sistemi non inerziali e forze apparenti; Terzo principio della dinamica; Moto su un piano inclinato; Equilibrio del corpo rigido; Moto di un proiettile; Velocità angolare, accelerazione centripeta e forza centrifuga nel moto circolare uniforme; Moto armonico (massa attaccata ad una molla e pendolo). Identificare i sistemi di riferimento inerziali; Riconoscere il ruolo delle forze presenti in un sistema, con particolare riferimento al loro carattere vettoriale; Formulare il secondo e il terzo principio della dinamica; Comprendere l origine e la rilevanza delle forze apparenti; Mettere in evidenza la relazione tra moto armonico e moto circolare uniforme; Riconoscere le condizioni di equilibrio di un punto materiale e di un corpo rigido; Individuare le caratteristiche del moto parabolico ed esaminare la possibilità di scomporre un determinato moto in altri più semplici; Formulare la legge del moto armonico, esprimendo s, v e a in relazione alla pulsazione ; Individuare il ruolo della forza centripeta nel moto circolare uniforme; Analizzare il concetto di forza centrifuga apparente; Descrivere le proprietà delle oscillazioni del sistema massa-molla e del pendolo. 1 Regolamento di cui al DPR 89/2010, art.2 c.4 Regolamento sull obbligo scolastico di cui al DPR 139/2007 Regolamento sulle Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento dei licei DM 211/2010
Analizzare il moto dei corpi quando la forza totale applicata è nulla; Mettere in relazione le osservazioni sperimentali e la formulazione dei principi della dinamica; Esprimere la relazione tra accelerazione e massa inerziale; Individuare l ambito di validità delle trasformazioni di Galileo; Utilizzare le trasformazioni di Galileo; Calcolare, in semplici casi, il valore delle forze apparenti; Individuare le grandezze caratteristiche del moto circolare uniforme; Descrivere le caratteristiche di un moto parabolico utilizzando le leggi dei moti rettilinei (uniforme e uniformemente accelerato); Analizzare e risolvere il moto dei proiettili con velocità iniziali diverse; Discutere e calcolare la gittata di un proiettile che si muove di moto parabolico; Utilizzare le relazioni che legano le grandezze lineari e le grandezze angolari; Utilizzare le leggi che forniscono il periodo di oscillazione del sistema massa-molla e del pendolo. MODULO N. 2 TITOLO: lavoro e leggi di conservazione Tempi di realizzazione gennaio Lavoro e potenza; Energia cinetica e potenziale; Conservazione dell energia meccanica; Quantità di moto e sua conservazione; Urti; Momento angolare e sua conservazione; Momento d inerzia. Definizione di lavoro e potenza; Comprendere la relazione tra lavoro e forme di energia; Differenza tra forze conservative e non; Enunciare il principio di conservazione dell energia meccanica; Definizione di quantità di moto, impulso, momento angolare e momento d inerzia; Affrontare il problema degli urti; Ricavare le espressioni della conservazione della quantità di moto e del momento angolare.
Definire il lavoro come prodotto scalare di forza e spostamento. Individuare la grandezza fisica potenza. Riconoscere le differenze tra il lavoro compiuto da una forza conservativa e quello di una forza non conservativa. 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 e in base a quello prevedere il comportamento di sistemai fisici. Definire l energia potenziale relativa a una data forza conservativa. Riconoscere le forme di energia e utilizzare la conservazione dell energia nella risoluzione dei problemi. Esprimere le leggi di conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Analizzare le condizioni di conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Riconoscere gli urti elastici e anelastici. Utilizzare i principi di conservazione per risolvere quesiti relativi al moto dei corpi nei sistemi complessi. Risolvere semplici problemi di urto, su una retta e obliqui. Rappresentare dal punto di vista vettoriale il teorema dell impulso. Calcolare il centro di massa di alcuni sistemi. Calcolare il momento di inerzia di alcuni corpi rigidi. MODULO N. 3 TITOLO: gravitazione Tempi di realizzazione marzo Leggi di Keplero; Legge di gravitazione universale; Forza peso ed accelerazione di gravità; Il moto dei satelliti; Energia potenziale gravitazionale. 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. 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.
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. MODULO N. 4 TITOLO: termodinamica Tempi di realizzazione aprile maggio Temperatura; Principio zero della termodinamica; Trasformazioni di un gas; Equazione di stato per i gas perfetti; Lavoro, calore e temperatura; Cambiamenti di stato; Primo principio della termodinamica e sue applicazioni; Trasformazioni adiabatiche; Secondo principio della termodinamica; Teorema e ciclo di Carnot; Entropia; Terzo principio della termodinamica. Relazione tra scale di temperatura; Caratteristiche di un gas perfetto; Concetto di mole e numero di Avogadro; Meccanismi di trasmissione del calore; Concetti di vapore saturo e temperatura critica; Connessione tra I princ. della termodinamica e conservazione dell energia; Concetto di funzione di stato; Lavoro prodotto dall espansione di un gas; Principio di funzionamento di una macchina termica. Concetto di rendimento di una macchina termica; Equazione di Boltzmann per l entropia.
Effettuare le conversioni da una scala di temperatura all altra. Definire il potere calorifico di una sostanza. Discutere le caratteristiche della conduzione e della convezione. Spiegare l irraggiamento e la legge di Stefan-Boltzmann. Definire il concetto di calore latente nei diversi passaggi di stato. Analizzare il diagramma di fase. Definire i calori specifici del gas perfetto. Definire le trasformazioni cicliche. Descrivere le principali trasformazioni di un gas perfetto. Descrivere il bilancio energetico di una macchina termica. Definire il rendimento di una macchina termica. Definire la macchina termica reversibile e descriverne le caratteristiche. Descrivere le caratteristiche dell entropia. Indicare il verso delle trasformazioni di energia (la freccia del tempo). Formulare il terzo principio della termodinamica. Calcolare le variazioni di entropia dovute a semplici trasformazioni in sistemi isolati e non isolati. Metodi didattici Attività laboratoriale X Lezione partecipata X Lezione frontale X Autoapprendimento Problem solving X Altro Modalità di Verifica e Valutazione Formativa (Controllo in itinere del processo di apprendimento) Test a risposta chiusa X Test a completamento X Test a risposta multipla X Altro Sommativa (Controllo del profitto ai fini della valutazione) Prove semistrutturate X Riassunti Prove strutturate X Relazioni X Prove aperte X Colloqui guidati X Autovalutazione Altro Numero di verifiche previste Primo Quadrimestre 1-2 Secondo Quadrimestre 2 Test a risposta multipla Altro
Strumenti utilizzati Libro di testo X Appunti Mappe concettuali X PC / Internet X Dispense X Altro Data 30/11/2015 Il Docente Marco Romeo