Valutazione (per certificare ompetenze) Metodologia FISICA Classe 1^ C.A.T PROGRAMMAZIONE ANNUALE: SEQUENZA DI LAVORO Anno scolastico 2015-16 : Corso COMPATTATO NEL 2 QUADRIMESTRE (GEN-GIU) U.D.A. Periodo Ore lezione 1. Fisica e metodo Gennaio-febbraio 25 2. L equilibrio dei corpi solidi Febbraio- marzo 20 3. L equilibrio dei fluidi Marzo- aprile 20 4. Il movimento dei corpi. La Cinematica Aprile - maggio 20 5. La Dinamica Maggio - giugno 15 Ore settimanali della materia : 3 +3 h N settimane disponibili: circa 17 Totale annuo: circa 100 h - lezioni frontali interattive - uso guidato del libro di testo - discussioni guidate sulla conclusione di un esperienza di laboratorio - esercizi esempio svolti alla lavagna dall insegnante - esercizi svolti alla lavagna dagli alunni - compiti a casa, correzione e commento dei compiti assegnati - esperienze di laboratorio svolte a gruppi - attività di recupero Per integrare le spiegazioni e per facilitare l apprendimento si usano sussidi audiovisivi e, talvolta, specifici programmi applicativi. Domande a risposta aperta; risoluzione di problemi
OBIETTIVI U.D.A. 1 - FISICA E METODO INTRODUZIONE ALLA FISICA Conoscere la definizione di una grandezza fisica Saper eseguire operazioni fra grandezze fisiche Conoscere le grandezze del Sistema Internazionale di unità di misura Saper utilizzare multipli e sottomultipli Conoscere il concetto di massa, peso e densità Saper calcolare la densità di una sostanza Conoscere le fasi del Metodo scientifico Conoscere le azioni da compiere per risolvere un problema Conoscere i principali strumenti di misura e le loro caratteristiche: sensibilità e portata Conoscere il significato di valor medio, errore assoluto, relativo e percentuale Capire che misurare significa commettere errori: distinguere un errore accidentale da un errore sistematico Conoscere il significato delle principali grandezze fisiche: lunghezza, area, volume, tempo Conoscere il significato di frazione, proporzione, equivalenza Conoscere il significato delle cifre significative di una misura Saper risolvere semplici problemi Saper prendere appunti e produrre schemi LE MISURE Saper utilizzare i principali strumenti di misura per eseguire semplici misure, individuando la loro sensibilità e portata Saper misurare grandezze fisiche e associare l errore alla misura Saper distinguere gli errori accidentali da quelli sistematici Saper calcolare e/o misurare lunghezze, aree, volumi e tempi con strumenti adeguati Saper eseguire semplici calcoli a mente; semplificare frazioni; eseguire equivalenze; risolvere proporzioni Saper eseguire operazioni tenendo conto delle cifre significative Conoscere la notazione scientifica Saper utilizzare la notazione scientifica Conoscere il significato di ordine di grandezza di Riconoscere l ordine di grandezza di una misura una misura Conoscere la teoria della propagazione degli errori Saper eseguire operazioni con grandezze affette da incertezza di misura PROPORZIONALITÀ E FORMULE Conoscere il significato di relazione fra grandezze Individuare il tipo di relazione fra due grandezze Conoscere come si rappresenta un fenomeno fisico Conoscere il significato di tabella e grafico cartesiano Conoscere la definizione di grandezze direttamente e inversamente proporzionali Conoscere la definizione di proporzionalità diretta al quadrato e di correlazione lineare Conoscere il significato di scala di rappresentazione Saper tradurre una relazione fra due grandezze in una tabella Saper rappresentare una tabella di valori, con un grafico cartesiano. Saper leggere una tabella ed un grafico ate le coordinate, saper posizionare un punto in un grafico cartesiano. Saper riconoscere se due grandezze sono direttamente o inversamente proporzionali Saper riconoscere se fra due grandezze esiste una proporzionalità diretta al quadrato o una correlazione lineare Saper interpretare formule in fisica e in geometria Saper determinare il fattore di scala Conoscere il significato della pendenza di una retta Saper calcolare la pendenza di una retta
Prerequisiti Conoscere il significato fisico di una interpolazione e di una estrapolazione Dato un grafico, saper eseguire interpolazioni ed estrapolazioni Saper eseguire calcoli con le quattro operazioni; conoscere il significato di rapporto e di prodotto Sapere che cosa è una proporzione e saperla risolvere Saper eseguire equivalenze Conoscere le principali formule di geometria piana e solida;conoscere la differenza fra area ed un volume e saperli calcolare per figure geometriche semplici 1) Introduzione alla Fisica Definizione di grandezze fisiche Il Sistema Internazionale di unità di misura Massa, peso e densità di un corpo Il Metodo scientifico e le sue fasi Metodo risolutivo dei problemi Appunti e schemi riassuntivi 2) Le misure Il calcolo a mente; le frazioni, il loro utilizzo e la loro semplificazione; le equivalenze; le proporzioni; la notazione esponenziale Gli strumenti di misura: sensibilità e portata Come si eseguono le misure Gli errori accidentali e sistematici La media, l errore assoluto, relativo e percentuale L ordine di grandezza; la notazione scientifica La propagazione degli errori 3) Proporzionalità e formule Il grafico cartesiano : significato ed utilizzo, ascisse e ordinate; il fattore di scala Vari tipi di grafico La proporzionalità diretta semplice e quadratica, inversa semplice. La correlazione lineare Tradurre una relazione tra grandezze in una tabella e rappresentare una tabella con un grafico Individuare il tipo di proporzionalità da una tabella e da un grafico Le formule in geometria e in fisica La pendenza di una retta Il fattore di scala Interpolazione ed estrapolazione Portata e sensibilità degli strumenti di misura Determinazione di una misura affidabile in nero obiettivi e contenuti minimi
Prerequisiti OBIETTIVI U.D.A. 2 - L EQUILIBRIO DEI CORPI SOLIDI Conoscere il significato di grandezza scalare e di grandezza vettoriale Conoscere le grandezze caratteristiche di un vettore Conoscere la regola del parallelogramma e il metodo punta-coda Conoscere il significato di forze localizzate, ripartite, di contatto, a distanza e la forza peso. Le forze della natura Saper distinguere le grandezze scalari da quelle vettoriali Saper rappresentare un vettore Saper eseguire operazioni con i vettori: saper determinare graficamente od analiticamente la somma o la differenza di due o più forze Saper calcolare il prodotto di una vettore per un numero Saper calcolare la risultante di due o più forze collineari e concorrenti Saper individuare gli effetti di una forza Saper scomporre una forza in due componenti graficamente o analiticamente Conoscere l unità di misura della forza nel SI e il funzionamento del dinamometro Conoscere l enunciato e la formulazione matematica della legge di Hooke degli allungamenti elastici Individuare le condizioni di equilibrio di un punto materiale e di corpo rigido esteso Conoscere il significato di vincolo e di corpo vincolato Saper utilizzare un dinamometro Data una tabella o un grafico relativi alla legge degli allungamenti elastici, saper determinare la costante elastica Stabilire se un punto materiale o un corpo rigido è in equilibrio Determinare la risultante di forze parallele concordi e discordi Saper individuare i vincoli Calcolare la reazione vincolare e l equilibrante Conoscere la definizione di momento di una forza Stabilire se un corpo rigido ruota e individuare il verso di rotazione Conoscere il concetto di coppia di forze Saper calcolare il momento di una coppia di forze Conoscere il significato di baricentro Individuare la corrispondenza fra il baricentro ed i tre tipi di equilibrio: stabile, instabile, indifferente Conoscere il funzionamento di una macchina semplice e la classificazione delle leve Conoscere le cause dell attrito e i metodi per ridurlo Saper calcolare il guadagno di una macchina semplice Saper individuare il genere di una leva Saper calcolare la forza di attrito in situazioni diverse Conoscere le grandezze del SI Saper disegnare un angolo retto, acuto e ottuso Saper disegnare un parallelogramma Saper disegnare un triangolo rettangolo, conoscere il nome dei suoi lati e saper applicare il teorema di Pitagora Sapere che cos è un sistema di assi cartesiani ortogonali Saper risolvere una proporzione e conoscere le proprietà delle proporzioni Saper utilizzare le potenze del 10
Le grandezze scalari e vettoriali ; le operazioni con i vettori Scomposizione di una forza Forze localizzate, ripartite, di contatto, a distanza e forza peso. Le forze della natura Gli effetti delle forze L unità di misura della forza nel S.I. e il dinamometro La legge degli allungamenti elastici Reazione vincolare ed equilibrante Definizione di punto materiale e corpo rigido Le condizioni di equilibrio (forze collineari, parallele e concorrenti) Il momento di una forza La coppia di forze: alcuni esempi Equilibrio di momenti Il baricentro Corrispondenze tra posizione del baricentro e tipi di equilibrio Definizione di macchina semplice e di guadagno Forza d attrito e sue cause Composizione di 2 forze ad angolo ( regola del parallelogramma ) Legge degli allungamenti elastici (determinazione della costante di una molla) Forze parallele concorsi e discordi:calcolo della risultante con il metodo grafico e sperimentalmente Equilibrio di momenti Laboratorio dalla cattedra Il baricentro di una lastra; di un asta non omogenea Vari tipi di equilibrio Doppio cono ascendente- Giocattoli Confronto fra leve di diverso genere; carrucola fissa e mobile Scomposizione della forza peso sul piano inclinato Determinazione del coefficiente di attrito tra superfici diverse in nero obiettivi e contenuti minimi
Prerequisiti OBIETTIVI U.D.A. 3 - L EQUILIBRIO DEI FLUIDI Conoscere il significato di pressione esercitata da un solido Conoscere l unità di misura della pressione e il suo significato Saper calcolare la pressione esercitata da un solido Saper utilizzare il Pascal Conoscere il funzionamento degli strumenti di misura della pressione Conoscere il significato di densità e di peso specifico Saper passare dalla densità al peso specifico e viceversa Conoscere il significato di pressione all interno di un liquido: la legge di Stevino Conoscere gli effetti dovuti alla pressione esercitata sulla superficie di un liquido : il principio di Pascal Saper calcolare la pressione all interno di un liquido ad una certa profondità Saper calcolare la pressione esercitata sulle pareti di un recipiente Conoscere il principio di Pascal Saper usare il principio di Pascal per il calcolo della condizione di equilibrio del torchio idraulico Conoscere il principio dei vasi comunicanti e saper interpretare il fenomeno Conoscere ed interpretare il fenomeno della capillarità Conoscere il significato di pressione atmosferica e il suo valore Saper calcolare l equilibrio tra due liquidi di densità diversa collocati in vasi comunicanti Saper individuare fenomeni di capillarità Saper interpretare le linee isobare su una cartina del tempo Conoscere l esperienza di Torricelli Saper utilizzare le diverse unità di misura della pressione atmosferica Conoscere il significato di spinta idrostatica Saper prevedere il comportamento di un solido immerso in un fluido Conoscere il significato del principio di Archimede Saper calcolare la spinta di Archimede Saper rappresentare due grandezze in un grafico Saper riconoscere il tipo di proporzionalità tra due grandezze Conoscere la differenza tra massa e peso Conoscere il significato di forza, densità, area e volume La pressione e la sua unità di misura La densità e il peso specifico di una sostanza La pressione idrostatica e la legge di Stevino Il Principio di Pascal e il torchio idraulico Il comportamento di un liquido nei vasi comunicanti e nei capillari La pressione atmosferica e la sua misura: l esperienza di Torricelli Il principio di Archimede Dipendenza della pressione dalla profondità; indipendenza dal volume Misura dell equilibrio di liquidi diversi nei vasi comunicanti Misura della pressione atmosferica mediante esperienza di Torricelli Semplici esperimenti con la pompa a vuoto Misura del peso di un oggetto immerso in un liquido Verifica sperimentale del principio di Archimede
Prerequisiti OBIETTIVI U.D.A. 4 - IL MOVIMENTO DEI CORPI Conoscere il significato di sistema di riferimento inerziale Conoscere il significato dei termini traiettoria, posizione e spostamento Conoscere la definizione di velocità media e di velocità istantanea Saper stabilire come varia la posizione di un punto rispetto ad un sistema di riferimento inerziale Saper calcolare il vettore spostamento in semplici problemi Saper calcolare la velocità media di un oggetto in movimento Conoscere le principali unità di misura della velocità (km/h e m/s) Conoscere il significato della legge oraria del moto rettilineo uniforme Conoscere la definizione di accelerazione media e la sua unità di misura Conoscere il significato della legge oraria del moto uniformemente accelerato Conoscere come si possono rappresentare graficamente il moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato Conoscere come si può registrare il moto di un corpo in una tabella Conoscere le caratteristiche del moto di un oggetto in caduta libera Saper trasformare l unità di misura della velocità da km/h a m/s e viceversa Saper applicare la legge oraria del moto rettilineo uniforme in semplici problemi con s0 = 0 e s0 0 Saper calcolare l accelerazione media di un oggetto in movimento Saper applicare la legge oraria del moto uniformemente accelerato in semplici problemi con s 0=0, s 0 0, v i=0, v i 0 Saper tracciare e analizzare grafici posizione/tempo, velocità/tempo e accelerazione/tempo per ricavare le caratteristiche del moto rappresentato Saper analizzare tabelle di dati relative al moto di un oggetto per ricavare le caratteristiche del moto Saper calcolare la velocità e lo spazio percorso da un oggetto in caduta libera Conoscere le unità di misura della lunghezza e del tempo Saper eseguire equivalenze relativamente alle unità di lunghezza e di tempo Saper riconoscere se fra due grandezze esiste una proporzionalità diretta semplice, quadratica o una correlazione lineare Saper leggere grafici cartesiani Conoscere il significato di pendenza di una retta Concetto di movimento in un sistema di riferimento Traiettoria, posizione e spostamento Velocità media e velocità istantanea Il moto rettilineo uniforme La legge oraria del moto rettilineo uniforme Grafici posizione/tempo e velocità/tempo per un moto rettilineo uniforme L accelerazione media Il moto rettilineo uniformemente accelerato La legge oraria del moto uniformemente accelerato Grafici posizione/tempo, velocità/tempo e accelerazione/tempo per un moto rettilineo uniformemente accelerato L accelerazione di gravità e il moto naturalmente accelerato: la caduta libera Verifica della legge oraria del moto rettilineo uniforme, e sua rappresentazione, mediante rilevazione di misure di tempo e spazio verifica della legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato, e sua rappresentazione, mediante rilevazione di misure di tempo e spazio in nero obiettivi e contenuti minimi
Prerequisiti OBIETTIVI U.D.A. 5 - LA DINAMICA Conoscere l enunciato del primo principio della dinamica Saper individuare semplici fenomeni fisici interpretabili con il primo principio della dinamica Conoscere il significato di sistema di riferimento inerziale Conoscere l enunciato del secondo principio della dinamica Conoscere la differenza fra massa e peso, fra kg e N Conoscere l enunciato del terzo principio della dinamica Conoscere il significato della legge di gravitazione universale Saper applicare il secondo principio della dinamica nella risoluzione di semplici problemi Saper calcolare il peso, nota la massa, e viceversa Saper applicare il terzo principio della dinamica nella risoluzione di semplici problemi Saper applicare la legge di gravitazione universale nella risoluzione di semplici problemi Conoscere il significato di attrito statico e di attrito dinamico Conoscere il significato di attrito radente, volvente e di resistenza del mezzo Saper analizzare tabelle relative a coefficienti di attrito radente Conoscere il concetto di forza e di risultante di più forze Conoscere la legge oraria del moto rettilineo uniforme e del moto uniformemente accelerato e saperle applicare Conoscere le caratteristiche del moto di un oggetto in caduta libera Da Aristotele a Galileo : l enunciato del primo principio della dinamica Il sistema di riferimento inerziale Newton e il secondo principio della dinamica Massa e peso L interazione a distanza e fra corpi a contatto: il terzo principio della dinamica Newton e la legge di gravitazione universale Attrito statico e attrito dinamico Attrito radente, volvente e resistenza del mezzo Il piano inclinato Il carrello in nero obiettivi e contenuti minimi