Prüfungsschwerpunkte 2009 und 2010
Werbung
Physik Leistungskurs Physik ab Schuljahr 2008/09 nach RLP GOST 1. Semester Leistungskurs Bewegungen eines Massepunktes • allgemeiner Energieerhaltungssatz n ∑ W = ∆E i= 1 Ei = konst. ; Arbeit – Energie – Beziehung → → • Energieerhaltungssatz der Mechanik EPOT + EKIN = konst., wenn FR = 0 an den Beispielen geneigte Ebene und Würfe • potenzielle Energie in den Formen EPOT = m ⋅ g ⋅ ∆ h und ∆ EPOT = W = s2 ∫ Fds für s1 Spannprozesse • kinetische Energie in der Form EKIN = m 2 ⋅ v ; Betrachtung der Bewegungen mit 2 1 ⋅ a ⋅ t 2 + v 0 ⋅ t und v = a ⋅ t + v 0 sowie den Sonderfällen a = 0 und a < 0 2 ur r r r r Kraftstoß S = F ⋅ ∆ t ( F konstant im betrachteten Zeitraum) und Impuls p = m ⋅ v ; Zusammenhang zwischen Kraftstoß und Impulsänderung – Anwendung auf die Bewegung eines Massepunktes Anwendung des Impulserhaltungssatzes für den geraden, zentralen Stoß zweier als Massepunkt betrachteter Körper elastisch und unelastisch Kinematik der Kreisbewegungen; Betrachtung der Bewegung mit den Sonderfällen a = 0 und a < 0 Dynamik der Kreisbewegung mit Betrachtung tangential und radial angreifender Kräften 2 FT = m ⋅ aT bzw. FR = m ⋅ v r s= • • • • Gravitation • • • • • • T12 a13 A = konst. keplersche Gesetze; quantitative Formen und 2 = 3 t T2 a2 M⋅ m Gravitationsgesetz; F = G ⋅ 2 r Feldlinienmodell 1 1 G⋅ M V = γ ⋅ M⋅ − Gravitationsfeldstärke g = 2 ; Gravitationspotenzial 12 r r1 r2 Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld mit der mechanischen Energie 1 1 1 1 E = ⋅ m ⋅ v 2 − γ ⋅ m ⋅ M ⋅ = − ⋅ γ ⋅ m ⋅ M ⋅ (Vergleichspunkt im Unendlichen) 2 r 2 r M Herleitung der Kreisbahngeschwindigkeit v = γ ⋅ aus einem Kraftansatz und der r M Parabelbahngeschwindigkeit v = 2 ⋅ γ ⋅ aus einem Energieansatz r Elektrisches Feld • r ur F ur U Feldlinienmodell; elektrische Feldstärke E = allgemein und E = für das homogene q d Feld eines Plattenkondensators Physik 1 Q⋅ q ⋅ 2 4⋅ π ⋅ ε0 r • coulombsches Gesetz F = • ur inhomogene Felder, elektrischer Feldstärke E = • • • • • Leistungskurs 1 Q ⋅ 2 4⋅ π ⋅ ε0 r W Arbeit im elektrischen Feld; elektrische Spannung U = q A Kapazität eines Kondensators mit C = ε 0 ⋅ ε R ⋅ ; Kondensator als Ladungsspeicher mit d 1 1 Q = C ⋅ U und Energiespeicher mit E = ⋅ Q ⋅ U = ⋅ C ⋅ U2 2 2 Parallel- und Reihenschaltung mehrerer Kondensatoren; Betrachtung der 1 1 1 = + + ... Gesamtkapazität C = C1 + C2 + ... bzw. C C1 C2 Schülerexperiment: Stromstärkeverlauf beim Entladen eines Kondensators; Bestimmung der Ladung aus dem Diagramm I = f(t) Spannungs- und Ladungsverlauf beim Entladen eines Kondensators; Stromstärke-, Spannungs- und Ladungsverlauf beim Laden eines Kondensators; Darstellung der −λt Verläufe in Diagrammen und in den Formen y = y 0 ⋅ e − λ t bzw. y = y 0 ⋅ 1 − e ( ) Magnetisches Feld – elektromagnetische Induktion F • Feldlinienmodell, magnetische Flussdichte B = am Beispiel eines I⋅ l stromdurchflossenen Leiters im homogenen Magnetfeld • homogenes magnetisches Feld im Inneren einer geraden, langgestreckten Spule. N⋅ I Flussdichte im Innern dieser Spule B = µ 0 ⋅ µ R ⋅ l I • Magnetfeld eines geraden langen Leiters; Flussdichte B = µ 0 ⋅ 2⋅ π ⋅ r Gravitationsfelder, elektrische und magnetische Felder im Vergleich Physik Leistungskurs Physik Grundkurs Physik ab Schuljahr 2008/09 nach RLP GOST 1. Semester Grundkurs Gravitation T 2 a3 A = konst. und 12 = 13 t T2 a2 • keplersche Gesetze; quantitative Formen • Gravitationsgesetz; F = γ ⋅ • • Feldlinienmodell Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld mit der mechanischen Energie 1 1 1 1 E = ⋅ m ⋅ v 2 − γ ⋅ m ⋅ M ⋅ = − ⋅ γ ⋅ m ⋅ M ⋅ (Vergleichspunkt im Unendlichen) 2 r 2 r M Herleitung der Kreisbahngeschwindigkeit v = γ ⋅ aus einem Kraftansatz und der r M Parabelbahngeschwindigkeit v = 2 ⋅ γ ⋅ aus einem Energieansatz r • M⋅ m r2 Elektrisches Feld • • • • r ur F ur U Feldlinienmodell; elektrische Feldstärke E = allgemein und E = für das homogene q d Feld eines Plattenkondensators W Arbeit im elektrischen Feld; elektrische Spannung U = q A Kapazität eines Kondensators mit C = ε ⋅ ; Kondensator als Ladungsspeicher mit d 1 1 Q = C ⋅ U und Energiespeicher mit E = ⋅ Q ⋅ U = ⋅ C ⋅ U2 2 2 Schülerexperiment: Stromstärkeverlauf beim Entladen eines Kondensators. Bestimmung der Ladung aus dem Diagramm I = f(t) Magnetisches Feld • • • F am Beispiel eines I⋅ l stromdurchflossenen Leiters im homogenen Magnetfeld Homogenes magnetisches Feld im Inneren einer geraden, langgestreckten Spule; N⋅ I Flussdichte im Innern dieser Spule B = µ 0 ⋅ l Lorentzkraft Feldlinienmodell, magnetische Flussdichte B = Gravitationsfelder, elektrische und magnetische Felder im Vergleich Physik Grundkurs Physik ab Schuljahr 2008/09 nach RLP GOST Stunde(n) Themen 1. Semester Grundkurs Elemente zum Erreichen der abschlussorientierten Standards Bemerkungen - Element der Fachsprache: [X] = 1 x - Darstellung physikalischer Erkenntnisse durch sinnvolles Runden auf 3 Ziffern - Darstellen ... in Form von Diagrammen (einschl. Unterschied Skizze/Zeichnung) - Grundzüge der experimentellen Methode (u.a. Standards für ein Protokoll, erste Elemente der Fehlerbetrachtung) - Ziele des Bildungsgang im GK Physik - Grundsätze der Leistungsbewertung - Arbeitsmaterialien - Auswerten von Tabellen (T/a) - Historisches Bewerten der Leistungen Keplers - Beginn der „Feldstrategie“: felderzeugender Körper mit seinen spezifischen Eigenschaften – Nachweis durch Kräfte auf geeignete Probekörper – Modell Feldlinie - Historisches Bewerten der Leistungen Newtons - Elemente des Wahlthemas I: Geschichte der Physik – Biografien - Elemente des Wahlthemas I: Geschichte der Physik – Biografien 0. Einführung 6 - Organisatorische Einführung in die Qualifikationsphase - Übungen aus der Mechanik zum Festlegen von Standards 1 s = ⋅ a ⋅ t 2 und v = a ⋅ t mit den Sonderfällen a = 0 und a < 0 2 1 EKIN = ⋅ m ⋅ v 2 und EPOT = m ⋅ g ⋅ ∆ h 2 1 W = F ⋅ s ; W = ⋅ FE ⋅ s sowie W = P ⋅ t 2 - Bewertetes SE: Schraubenfeder und Bestimmung der Federspannarbeit 1. Felder 1.1 Gravitation 3 - keplersche Gesetze; quant. Formen - Gravitationsgesetz; F = γ ⋅ 2 - Feldlinienmodell M⋅ m r2 T 2 a3 A = konst. und 12 = 13 t T2 a2 Physik 5 Grundkurs - Bewegung von Körpern im Gravitationsfeld mit der 1 1 1 1 mechanischen Energie E = ⋅ m ⋅ v 2 − γ ⋅ m ⋅ M ⋅ = − ⋅ γ ⋅ m ⋅ M ⋅ 2 r 2 r (Vergleichspunkt im Unendlichen) M - Herleitung der Kreisbahngeschwindigkeit v = γ ⋅ aus einem r Kraftansatz und der Parabelbahngeschwindigkeit M v = 2 ⋅ γ ⋅ aus einem Energieansatz r - Darstellung physikalischer Erkenntnisse in Diagrammen / neue Form (EPOT) - Weiterführung der Energiestrategie (komplexe Form der Gesamtenergie im Feld) - Historisches Bewerten der Leistungen Ziolkowskis und/oder Oberth - Elemente des Wahlthemas I: Geschichte der Physik – Biografien - Reaktivieren elektrische Größen und Messgeräte - weitere Elemente der Fehlerbetrachtung - Fortsetzung der Feldstrategie an einem 2. Beispiel - Historisches Bewerten der Leistungen von Coulomb und Faraday - Modellmethode: „Homogenes Feld“ - SE: Grundstromkreis (ohne Bewertung) - Leistungsüberprüfung durch einen Kurztest 1.2 Elektrisches Feld 1 1 1 - Wiederholung: Spannung, Stromstärke, Widerstand Grundstromkreis r ur F - Feldlinienmodell; elektrische Feldstärke E = allgemein q - Ladung Q = n·e ur U - Feldstärke E = für das homogene Feld eines d Plattenkondensators - Arbeit im elektrischen Feld; elektrische Spannung U = 1 W q - Übertragung Arbeit/Energie auf einen elektrischen Prozess - Wichtiger Beitrag für physikalisches Größensystem (1 Nm ≙ 1 Ws!) - Elemente des Wahlthemas I: Geschichte der Physik – Biografien Physik A ; Kondensator als d Ladungsspeicher mit Q = C ⋅ U und Energiespeicher mit 1 1 E = ⋅ Q ⋅ U = ⋅ C ⋅ U2 2 2 - Kapazität eines Kondensators mit C = ε ⋅ 4 - Schülerexperiment: Stromstärkeverlauf beim Entladen eines Kondensators. Bestimmung der Ladung aus dem Diagramm I = f(t) - Übungen zum elektrischen Feld eines Plattenkondensators 4 2 Grundkurs - „Energiestrategie“: Die - Bedeutung des gespeicherte Energie hängt von Kondensators im Umfeld den technischen Eigenschaften der Schülerinnen und des Objekts (Kapazität) und Schüler dem physikalischen Zustand gleichermaßen ab – Vergleich mit gespannter Feder! - Ausbau der experimentellen - Bewertetes Methode Schülerexperiment - Kennenlernen neuer Darstellungsformen (I = f(t)) physikalischer Prozesse - Kennenlernen neuer Methoden zur Bestimmung von Größen aus Diagrammen (Flächenmethode zum Abschätzen, Anwendung der Integralrechung) Klausur 1.3 Magnetisches Feld 1 - Existenz um Dauermagnete und stromdurchflossene Leiter - Nachweis durch geeignete Probekörper - Feldlinienmodell 2 - magnetische Flussdichte B = F am Beispiel eines I⋅ l stromdurchflossenen Leiters im homogenen Magnetfeld - Fortsetzung der Feldstrategie - Elemente des Wahlthemas an einem 3. Beispiel I: Geschichte der Physik – - Technischer Fortschritt durch Biografien die Entdeckung des Elektromagnetismus - Planung geeigneter Demonstrationsexperimente auf der Basis von vermuteten Zusammenhängen für F Physik 4 - Homogenes magnetisches Feld im Inneren einer geraden, langgestreckten Spule; Flussdichte im Innern dieser Spule N⋅ I B= µ0⋅ l - Lorentzkraft 2 1 - Gravitationsfelder, elektrische und magnetische Felder im Vergleich Grundkurs - Planung geeigneter - Elemente des Wahlthemas Demonstrationsexperimente auf I: Geschichte der Physik – der Basis von vermuteten Biografien (Edison - N. Zusammenhängen für B Tesla) - Bedingte Gültigkeit physikalischer Gesetze (gerade, langgestreckte Spule) - Modell „homogenes magnetisches Feld“ - Modellmethode: Ursachen makrophysikalischer Sachverhalte im atomaren Bereich - Leistungsüberprüfung durch - Modellmethode: N ⇒ S, + ⇒ einen Kurztest und “Fingerregeln“ - Verallgemeinern der „Feldstratgie“ – Grenzen der Verallgemeinerung
