力学
(1)平面内の運動
①平均の速度
②瞬間の速度
③等速直線運動
③等加速度直線運動
④自由落下
⑤鉛直投げ上げ
⑥鉛直投げ下ろし
⑦放物運動:水平方向(x軸)と鉛直方向(y軸)に分けて考える
⑧相対速度
(2)力の法則
①フックの法則
②2種類(3種類)の力
ⅰ)遠隔力(場の力):その場にいるだけで受ける力
※例:重力、電磁気力
ⅱ)接触力:他の物体と接触しているところで受ける力
※例:垂直抗力、摩擦力、弾性力など
※接触力には必ず作用反作用の法則が成り立つ。
ⅲ)慣性力:観測者が加速度運動をしているときに、あると感じる見かけの力(見かけの力なので、実際には存在しないが、あるように感じている)
③最大(静止)摩擦力
④動摩擦力
⑤圧力
⑥浮力
⑦運動方程式
※F=0のとき、a=0となるので、力がつり合えば、その物体は静止または等速直線運動をする(慣性の法則)
(3)剛体のつり合い
①質点と剛体
ⅰ)質点:物体を1つの点とみなしたもの。平行移動はするが回転はしない。
ⅱ)剛体:質量と大きさを持っているが、変形はしない物体。平行移動も回転もする。
→剛体のつり合いを考えるときは、力のつり合い(平行移動しない)と、モーメントのつり合い(回転しない)の両方を考えないといけない。
②偶力
③力のモーメント
④複数の物体を一体とみなしたときの重心
(4)仕事と力学的エネルギー
①仕事の定義
②仕事率
③仕事と運動エネルギーの関係
④弾性エネルギー
⑤力学的エネルギー保存の法則
(5)運動量
①運動量と力積の関係
②運動量保存の法則
※衝突や分裂を考えるときに使う。
③反発係数
(6)円運動
①周期
②角速度
③等速円運動の速度
④向心加速度
⑤向心力
⑥遠心力
→遠心力は慣性力(見かけの力)である。つまり、円運動している物体と一緒に回転しているときに向心力とは反対向きに引っ張られているように感じる力のことである。
⑦等速円運動の問題の取り組み方
ⅰ)観測者は円運動せずに、「ma=向心力」の運動方程式を考える。
ⅱ)観測者を一緒に円運動させることによって遠心力(慣性力)を導入して、つり合いの式を立てる(一緒に円運動している観測者にとっては物体は静止しているように見える)
(7)単振動
①周期
②角振動数
③変位
④速度
⑤加速度
⑥単振動を考えるときのポイント
ⅰ)振動の中心では速さが最大、加速度の大きさは0
※振動の中心は力のつり合いの位置
ⅱ)振動の両端では速さは0、加速度の大きさは最大
※手を離した位置が振動の端となる。
(8)万有引力
①ケプラーの法則
※1/2rvsinθのことを面積速度といい、ケプラーの第2法則は「面積速度一定の法則」ともいう。
②万有引力の法則
③地表での重力加速度
④万有引力の位置エネルギー
⑤宇宙空間における力学的エネルギーの保存則
熱力学
(1)熱と温度
①絶対温度
②熱量
③融解熱:融点の固体1gを液体にするのに必要な熱量
④蒸発熱:沸点の液体1gを気体にするのに必要な熱量
(2)気体の法則
①ボイルの法則
②シャルルの法則
③ボイル・シャルルの法則
④理想気体の状態方程式
(3)気体分子の運動
①気体の圧力
②気体分子の運動エネルギー
③気体分子の2乗平均速度
→気体の圧力・気体分子の運動エネルギー・気体分子の2乗平均速度・単原子分子の理想気体の内部エネルギーの導出
(4)気体の状態変化
①単原子分子理想気体の内部エネルギー
→気体の圧力・気体分子の運動エネルギー・気体分子の2乗平均速度・単原子分子の理想気体の内部エネルギーの導出
②熱力学第1法則
③定積変化
④定圧変化
⑤等温変化
⑥断熱変化
⑦マイヤーの関係
⑧熱効率
波動
(1)波の伝わり方(物理基礎)
①波の基本式
②定常波
ⅰ)腹の振幅:もとの波の振幅の2倍
ⅱ)腹と腹、節と節の間隔:もとの波の波長の½
ⅲ)腹と節の間隔:もとの波の波長の¼
ⅳ)周期、振動数:もとの波と同じ
③固定端反射:山(谷)が入射したら、谷(山)が反射
④自由端反射:山(谷)が入射したら、山(谷)が反射
(2)音波(物理基礎)
①音速
②うなり
③弦を伝わる波
④気柱
(3)波の伝わり方
①正弦波の式
②波の干渉
③ホイヘンスの原理
④反射の法則
⑤屈折の法則
(4)音波
①ドップラー効果
(5)光
①相対屈折率と絶対屈折率
②全反射
③レンズの式
④球面鏡の式
⑤光の干渉に関する重要な実験5つ
※以下は覚える必要はないが、式の形は知っておこう。
ⅰ)ヤングの実験
ⅱ)回折格子
ⅲ)薄膜による光の干渉
ⅳ)くさび形空気層における光の干渉
ⅴ)ニュートンリング
電磁気
(1)電場と電位
①クーロンの法則
②電荷が電場から受ける力
③電場の大きさ
④電位の式
(2)コンデンサー
①基本式
②電気容量
③コンデンサーに誘電体を入れたとき
④静電エネルギー
⑤コンデンサーの合成
(3)電流
①電流の表し方
②オームの法則
③抵抗
④ジュール熱・電力・電力量
⑤抵抗の合成
⑥キルヒホッフの法則
(4)電流と磁場(物理基礎)
①電流と磁場の関係の考え方
ⅰ)電流がつくる磁場→右ねじの法則
ⅱ)電流が磁場から受ける力→フレミングの法則
ⅲ)誘導電流の向き→レンツの法則
②変圧器の原理
(5)電流と磁場
①磁場
②直流電流のつくる磁場
③円形電流のつくる磁場
④ソレノイドのつくる磁場
⑤電流が磁場から受ける力
⑥磁束密度
⑦ローレンツ力
⑧磁束
(6)電磁誘導
①ファラデーの電磁誘導の法則
②磁場中を動く導体棒
③相互誘導
④自己誘導
⑤コイルにたくわえられるエネルギー
(7)交流と電気振動
①交流起電力
②抵抗を流れる交流
③コイルを流れる交流
④コンデンサーを流れる交流
⑤RLC直列回路
⑥電気振動
原子
(1)光の粒子性と電子の波動性
①光子のエネルギー
②光電効果
※限界振動数:金属に当てる光の振動数が、ある振動数よりも小さいと光の強さに関わらず光電効果は起こらない。このときの振動数のことを限界振動数という。金属の種類によって特有の値をとる。
③ブラッグの反射条件
④コンプトン効果
⑤光子の運動量
⑥物質波(ド・ブロイ波)の波長
(2)原子の構造
①水素原子のスペクトル
②ボーアの量子条件
③ボーアの振動数条件
☆式の意味:エネルギーの異なる他の軌道に移るとき、2つの軌道のエネルギーの差を光子として放出または吸収する。
④ボーア半径
⑤水素原子のエネルギー準位
※①④⑤は覚える必要はないが、式の形と導出の仕方は知っておきましょう。
(3)原子核と核反応
①放射性崩壊
②放射性原子の半減期の式
③質量とエネルギーの等価性
④原子核の結合エネルギー
~参考~
☆物理の解説動画・授業動画一覧(力学・熱力学・波動・電磁気・原子)
☆物理に関する現象や技術(力学、熱力学、波動、電磁気、原子)