Anno Scolastico 2016-2017

PROGRAMMAZIONE adottata dal Dipartimento Disciplinare di matematica, fisica e informatica

sulla base delle Indicazioni Nazionali per i Licei (D.P.R. n. 211 del 7 ottobre 2010)e con riferimento alle Competenze relative agli Assi Culturali per l’assolvimento

dell’obbligo di istruzione (D.M. n. 139 del 22 Agosto 2007)

FISICA

SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO DI CORSOdegli Indirizzi liceali:

- Liceo Classico- Liceo Linguistico

- Liceo delle Scienze Umane

I docenti della disciplina

1

SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO

LINEE GENERALI

Al termine di questi percorsi liceali gli studenti avranno acquisito maggiore consapevolezza dei concetti fondamentali della fisica e delle leggi e teorie che li esplicano, del valore conoscitivo della disciplina e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è sviluppata.Nonostante l’esiguo numero di ore curricolari si cercherà sempre di sottolineare il ruolo centrale del laboratorio, inteso sia come attività di presentazione da cattedra, sia come esperienza di scoperta e verifica delle leggi fisiche, che consente allo studente di comprendere il carattere induttivo delle leggi e di avere una percezione concreta del nesso tra evidenze sperimentali e modelli teorici.

COMPETENZE

1 Osservare ed identificare fenomeni2 Formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie, leggi3 Formalizzare problemi di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevati per la loro soluzione4 Fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale5 Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società

ARTICOLAZIONE DEI CONTENUTI

Terzo anno

MODULO 1. LE GRANDEZZE E LE MISUREPRIMO PERIODO: Settembre, metà ottobreContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

L’ambito della fisica La misura delle grandezze Le definizioni operative Il sistema internazionale di

unità di misura L’intervallo di tempo La lunghezza L’area e il volume La massa inerziale La densità Le dimensioni delle

grandezze Gli strumenti di misura Valor medio e incertezza

delle misure L’incertezza delle misure

indirette Le cifre significative La notazione scientifica Le leggi sperimentali

Operare con le grandezze fisiche [della meccanica] e relative unità di misura

Calcolare l’errore di misura Rappresentare leggi fisiche

in quanto relazioni matematiche

Risolvere semplici equazioni e ricavare formule inverse

C1: suscitare la curiosità sui fenomeni della fisica e il rigore sui metodi di indagineC4: misure di massa, volume, densità, lunghezze, aree…

2

MODULO 2. IL MOTO: LA VELOCITA’ E L’ACCELERAZIONEPRIMO PERIODO: Ottobre, novembreContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

Moto del punto materiale Sistemi di riferimento Moto rettilineo Velocità media Il grafico spazio-tempo Moto rettilineo uniforme Moto vario su una retta Velocità istantanea Accelerazione media Grafico velocità –tempo Moto uniformemente

accelerato

Sapere calcolare velocità medie

Sapere interpretare e rappresentare grafici spazio –tempo e velocità- tempo relativi al moto di un corpo

Saper risolvere semplici problemi relativi al moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato

C1: osservare le caratteristiche del motoC2, C4: dedurre le leggi a partire dalle esperienze di laboratorioC3: formalizzare semplici problemi di moto e sapere riflettere sugli strumenti matematici più adeguati

MODULO 3. I VETTORI E I MOTI NEL PIANOPRIMO PERIODO: Dicembre, Gennaio, FebbraioContenuti (Contenuti) Abilità Competenze

Il moto non rettilineo Significato di spostamento: il

vettore spostamento La somma di più spostamenti I vettori e gli scalari Le operazioni coi vettori Il prodotto scalare Il prodotto vettoriale I vettori: posizione,

spostamento, velocità e accelerazione

Il moto circolare uniforme La velocità angolare L’accelerazione centripeta Il moto armonico* Composizione di moti*

Sapere rappresentare ed interpretare grafici relativi a moto circolare e moto armonico

Sapere risolvere semplici problemi sul moto circolare uniforme e sul moto armonico

Saper riconoscere le componenti di un moto composto

C1: osservare le caratteristiche del moto non rettilineoC3: sapere risolvere un problema con grandezze vettoriali

MODULO 4. LE FORZE E L’EQUILIBRIOSECONDO PERIODO: Febbraio, MarzoContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

Il vettore forza, la misura delle forze

La forza peso La forza di attrito La forza elastica L’equilibrio di un punto

materiale L’equilibrio sul piano

inclinato Il corpo rigido e il suo

equilibrio, il momento della forza*

Sapere impostare e risolvere analiticamente e graficamente semplici problemi di equilibrio di un punto materiale

Saper calcolare il momento di una forza

C1: osservare e comprendere l’equilibrio e le condizioni affinché si verifichiC3: scegliere gli strumenti più opportuni per risolvere un problema di equilibrioC4: l’attrito.

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MODULO 5. I PRINCIPI DELLA DINAMICA, LE FORZE E IL MOVIMENTOSECONDO PERIODO: Marzo, AprileContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

La dinamica, il primo principio

Sistemi di riferimento inerziali

L’effetto delle forze, il secondo principio

Il terzo principio La caduta libera, la forza

peso e la massa La discesa lungo il piano

inclinato Il moto dei proiettili* Moto armonico e pendolare*

Applicare i principi della dinamica all’analisi e alla risoluzione o spiegazione di situazioni reali

Utilizzare la legge fondamentale della dinamica per calcolare il valore di forze, masse, accelerazioni.

Determinare le caratteristiche del moto di un corpo conoscendo le condizioni iniziali e le forze a esso applicate

C1: osservare la relazione tra le forze ed il moto.C2, C4: dedurre la prima e la seconda legge della dinamica a partire dalle esperienze di laboratorioC3: osservare, confrontare e risolvere problemi di equilibrio e/o di movimento

MODULO 6. ENERGIA MECCANICA E QUANTITA’DI MOTOSECONDO PERIODO: Aprile, MaggioContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

Lavoro, Potenza ed Energia cinetica

Forze conservative e non conservative

Energia potenziale gravitazionale ed elastica

La conservazione dell’energia meccanica

La quantità di moto e la sua conservazione*

I principi della dinamica e la legge di conservazione della quantità di moto*

Utilizzare i concetti e le definizioni di Lavoro, Energia cinetica, Energia Potenziale e Potenza nella risoluzione di quesiti e problemi.

Applicare i principi di conservazione alla risoluzione di problemi di meccanica

C1: identificare i diversi modi in cui l’energia si manifesta, ad esempio nella caduta di un corpoC2: comprendere come l’energia cinetica diventa lavoroC3: saper applicare i metodi di risoluzione a seconda che l’energia si conservi o si trasformi.C4: urti e principi di conservazione.

MODULO 7. LA GRAVITAZIONESECONDO PERIODO: Maggio, giugnoContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

Le leggi di Keplero Il campo gravitazionale, il

concetto di campo La gravitazione universale, la

costante G Massa inerziale e massa

gravitazionale La forza di gravità e la

conservazione dell’energia meccanica

Calcolare il valore dell’accelerazione di gravità a diverse quote e su differenti pianeti

C1: osservare fenomeni e comportamenti dei corpi in relazione alla massaC2: verificare la legge di gravitazione universale; acquisire il significato di campo

4

Quarto anno

MODULO 1. LA GRAVITAZIONE (se non completata al terzo anno)PRIMO PERIODO: Settembre, metà OttobreContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

Le leggi di Keplero Il campo gravitazionale, il

concetto di campo La gravitazione universale, la

costante G Massa inerziale e massa

gravitazionale La forza di gravità e la

conservazione dell’energia meccanica

Calcolare il valore dell’accelerazione di gravità a diverse quote e su differenti pianeti

C1: osservare fenomeni e comportamenti dei corpi in relazione alla massaC2: verificare la legge di gravitazione universale; acquisire il significato di campo

MODULO 2. I FLUIDI E LA TERMOLOGIAPRIMO PERIODO: Ottobre, novembreContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

Solidi, liquidi, gas La pressione e la sua misura, la

pressione nei liquidi e la pressione atmosferica

La temperatura e la sua misura La dilatazione lineare, la

dilatazione nei solidi, nei liquidi e nei gas

Le trasformazioni nei gas Le leggi dei gas , il gas perfetto Calore e lavoro Capacità termica e calore

specifico La trasmissione del calore*

Applicare le leggi dei gas ideali e l’equazione di stato per risolvere semplici problemi sui gas

Saper rappresentare graficamente e risolvere trasformazioni, in particolare sul piano p-V

Saper applicare l’equazione di equilibrio termico in semplici esempi

C1: osservare i fenomeni relativi ai fluidi e al calore e comprendere come misurarliC2: dedurre le leggi sui gas dalle esperienze di laboratorioC3: saper calcolare il lavoro di un ciclo e la quantità di calore che interviene

MODULO 3. LA TERMODINAMICAPRIMO PERIODO: Dicembre, Gennaio, FebbraioContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

La pressione del gas perfetto, significato microscopico della temperatura

L’energia interna Gli stati di aggregazione della

materia e i passaggi di stato (ripasso)*

Il sistema fisico: stati di equilibrio e trasformazioni

Il principio zero della termodinamica

Trasformazioni reali e trasformazioni quasi statiche

Il lavoro termodinamico Primo principio della

termodinamica Le macchine termiche ed il

secondo principio Il rendimento Il ciclo di Carnot* Il motore dell’automobile* Il frigorifero* L’entropia Il terzo principio della

termodinamica*

Sapere rappresentare ed interpretare grafici relativi alle trasformazioni termodinamiche e cicli termodinamici

Applicare i principi della termodinamica per calcolare, in semplici casi, lavoro, energia interna, calore ceduto o assorbito

Calcolare il rendimento di una macchina termica

Acquisire il significato di Entropia

C1: esaminare gli scambi di energia tra i sistemi termodinamici e l’ambiente.C2, C4: analizzare come sfruttare l’espansione di un gas per produrre lavoro.C5: comprendere il principio di funzionamento di motore a scoppio e frigorifero.

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MODULO 4. ONDE: IL SUONOSECONDO PERIODO: Febbraio, marzoCompetenze Abilità Conoscenze

Moto circolare e moto armonico

Le onde: trasversali e longitudinali

Le onde sonore Le caratteristiche del suono I limiti di udibilità L’eco, le onde stazionarie L’effetto Doppler

Saper risolvere semplici problemi sulle onde sonore, eco, effetto Doppler sonoro

C1, C3: analizzare le relazioni tra moto circolare uniforme e moto armonico.C3, C4: comprendere il fenomeno dell’interferenza attraverso gli strumenti di calcolo adeguatiC5: analizzare il principio di funzionamento degli strumenti musicali

MODULO 5. ONDE: LA LUCESECONDO PERIODO: Marzo, aprile, maggioContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

La luce Grandezze radiometriche e

fotometriche La riflessione e lo specchio

piano Gli specchi curvi Costruzione dell’immagine

per gli specchi sferici La legge dei punti coniugati e

l’ingrandimento La rifrazione La riflessione totale Strumenti ottici Onde e corpuscoli L’interferenza della luce L’esperimento di Young La diffrazione I colori e la lunghezza d’onda L’emissione e l’assorbimento

della luce

Risolvere semplici problemi su riflessione e rifrazione (ottica geometrica)

Comprendere e risolvere semplici problemi di interferenza

Saper applicare in semplici casi l’equazione delle onde e dell’energia associata.

C1,C2,C3,C4: osservare, interpretare, comprendere e risolvere semplici problemi di ottica geometrica e sull’interferometro di Young

6

Quinto anno

MODULO 1. L’ELETTROSTATICAPRIMO PERIODO: Settembre, ottobre, novembreContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

La carica elettrica L'elettrizzazione per strofinio,

contatto e induzione Induzione elettrostatica e

polarizzazione La legge di Coulomb Il campo elettrico; significato e

proprietà delle linee di campo Il flusso del campo elettrico e il

teorema di Gauss Conservazione dell’energia di un

sistema di cariche in un campo elettrico*.

Il potenziale elettrico e la sua relazione col campo elettrico

Il potenziale di una carica puntiforme e suo andamento in relazione al segno della carica.

Superfici equipotenziali e loro proprietà.

Proprietà dei condensatori, capacità di un condensatore a facce piane parallele con o senza dielettrico tra le armature.

Energia immagazzinata in un condensatore.

Interpretare le interazioni elettriche sulla base delle conoscenze acquisite, senza ricorrere ad un modello di struttura della materia

Interpretare il comportamento di conduttori e isolanti utilizzando un semplice modello della materia

Saper usare, in casi semplici, la legge di Coulomb

Saper applicare il calcolo di campo elettrico e potenziale al caso delle lastre piane

Saper applicare la conservazione dell'energia in semplici casi (strutture piane)

Saper calcolare la capacità di un condensatore

C1, C2, C4: osservare i fenomeni di elettrizzazione e ricavare leggi e conclusioniC4: verificare l’andamento delle linee del campo elettrico e i diversi andamentiC2: comprendere il significato del potenziale elettrico mediante l’analogia col caso gravitazionaleC3: calcolare, anche vettorialmente, semplici situazioni di cariche elettrostatiche.C2,C3: comprendere le caratteristiche del condensatore.

MODULO 2. LA CORRENTE ELETTRICAPRIMO PERIODO: Novembre, DicembreContenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

La corrente elettrica, dal punto di vista macroscopico e microscopico

Le leggi di Ohm Comportamento di resistenze

collegate in serie o in parallelo.

Saper applicare la prima legge di Ohm per calcolare resistenze, tensioni e correnti in semplici circuiti.

Determinare resistenze equivalenti di resistenze in serie o in parallelo.

C1: osservare e identificare le caratteristiche di un circuito in corrente continuaC2, C4: dedurre e verificare le leggi [di Ohm] a partire dalla verifica dei dati sperimentaliC1, C3: osservare gli effetti delle composizioni in serie e parallelo

MODULO 3. IL MAGNETISMOPRIMO PERIODO: Gennaio, FebbraioContenuti (Contenuti) Abilità Competenze

Il campo magnetico; significato e proprietà delle linee di campo

Il flusso del campo magnetico e il teorema di Gauss per il campo magnetico

Forza magnetica su una carica in moto

Forza magnetica su un filo percorso da corrente

Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente e da un solenoide

Legge di Ampère Comportamento dei materiali in

presenza di un campo magnetico esterno.

Determinare la forza magnetica su una carica in moto

Determinare intensità, direzione e verso dei campi magnetici generati da fili e solenoidi percorsi da corrente

Determinare la forza magnetica tra due fili percorsi da corrente

Sapere come distinguere operativamente i materiali in: diamagnetici, paramagnetici, ferromagnetici.

C1,C4: osservare e comprendere le proprietà del campo magnetico anche attraverso l’esperienza in laboratorioC3, C2: la forza di Lorentz e il prodotto vettorialeC3: risolvere problemi sulla forza di LorentzC5: comprendere il principio di funzionamento del motore elettrico

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MODULO 4. L’INDUZIONE ELETTROMAGNETICA E LE ONDE ELETTROMAGNETICHESECONDO PERIODO: Febbraio, marzoConoscenze (Contenuti) Abilità Competenze

L'induzione elettromagnetica e la legge di Faraday-Neumann-Lenz

Propagazione di campi elettrici e magnetici variabili: le onde elettromagnetiche.

Ottica fisica* La rifrazione* La riflessione totale* Onde e corpuscoli* L’interferenza della luce* L’esperimento di Young* La diffrazione* I colori e la lunghezza

d’onda* L’emissione e l’assorbimento

della luce*

Saper calcolare il flusso del vettore induzione magnetica e la forza elettromotrice indotta in semplici casi.

C2: comprendere la legge di Faraday attraverso modelli C4: verificare l’induzione con l’esperienza di laboratorio

* i seguenti argomenti verranno svolti solo se non completati durante il quarto anno

MODULO 5.LA RELATIVITA’ RISTRETTASECONDO PERIODO: aprile, (maggio)Contenuti (Conoscenze) Abilità Competenze

I principi della relatività ristretta

Nuovi concetti di spazio e tempo

Gli intervalli di tempo si dilatano e le lunghezze si accorciano

Lo spaziotempo Massa ed energia

Comprendere semplicissimi problemi su dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze e il significato di tempo proprio, lunghezza propria.

C2: comprendere l’importanza della teoria.

MODALITA’ DI VERIFICA E VALUTAZIONE

Per quanto riguarda la verifica della preparazione si ritiene che questa debba avvenire sia tramite le brevi e frequenti interrogazioni mediante le quali sarà saggiato anche il grado di apprendimento dell'intera classe, sia con esercitazioni scritte (di diverse tipologie) che permettano agli allievi una più approfondita rielaborazione e un ulteriore ripensamento degli argomenti trattati. La valutazione avverrà con riferimento alle griglie sotto riportate.

8

GRIGLIA DI VALUTAZIONE DELLA PROVA SCRITTA

Indicatori Descrittori Livelli di valutazione Punti

CONOSCENZE Dimostrare di conoscere le leggi e le regole necessarie per la soluzione degli esercizi proposti e il linguaggio formale.

Ottime/BuoneSufficienti/DiscreteInsufficientiGrav. Insufficienti

4321

COMPETENZE

Saper interpretare correttamente il testo degli esercizi proposti.Saper fornire una stesura del procedimento risolutivo in forma chiara, rigorosa e completaSaper utilizzare le procedure con correttezza

Ottime/BuoneSufficienti/Discrete Insufficienti

321

ABILITA’Saper organizzare e utilizzare le conoscenze per analizzare, scomporre e elaborare

Ottime/BuoneDiscrete/SufficientiInsufficienti

321

Voto assegnato

9

GRIGLIA PER LA VALUTAZIONE DELLA PROVA ORALE

OBIETTIVI DESCRITTORI Livelli di valutazione PUNTI

CONOSCENZEDISCIPLINARI

Conoscenza lacunosa e frammentaria

Conoscenza essenziale, un po’ frammentaria

Conoscenza completa degli argomenti trattati

Conoscenza completa, approfondita e coordinata

Insufficienti

Sufficiente

Discrete–Buone

Ottime

1

2

3

4

COMPETENZE

Linguaggio non appropriato, scarsa capacità argomentativa

Linguaggio semplice ma abbastanza corretto

Linguaggio appropriato con capacità argomentative

Insufficienti

Sufficienti – DiscreteBuone - Ottime

1

2

3

ABILITA’

Analisi parziali, sintesi e collegamenti parziali, limitati e imprecisi

Analisi guidata sostanzialmente corretta, sintesi e collegamenti corretti se guidati

Analisi, sintesi e collegamenti completi, corretti e autonomi

Insufficienti

Sufficienti – DiscreteBuone - Ottime

1

2

3

Voto assegnato /10

10

GRIGLIA DI VALUTAZIONE PER LA PROVA PRATICA

Indicatori Descrittori Livelli di valutazione Punti

CONOSCENZE Dimostrare di conoscere le regole necessarie per effettuare un’esperienza assegnataDimostrare di conoscere le leggi e i principi fondamentali implicati nell’esperienza

Insufficienti

Sufficienti/Discrete

Buone/Ottime

1

2

3

COMPETENZE Saper interpretare correttamente lo scopo di un’esperienza di laboratorioSaper fornire una stesura del procedimento di un esperimento in forma chiara e appropriatamente rappresentataSaper utilizzare il lessico specifico, la simbologia appropriata con correttezza di calcoloSaper applicare consapevolmente le conoscenze sull’uso della strumentazione di laboratorio

Grav. Insufficienti

Insufficienti

Sufficienti/Discrete

Buone/Ottime

1

2

3

4

ABILITA’ Mostrare di possedere capacità di osservazione, logiche ed espressive, di elaborazione personale e originale nell’ambito di procedimenti sperimentaliMostrare di saper collaborare in un gruppo di lavoro

Insufficienti

Sufficienti/Discrete

Buone/Ottime

1

2

3

Voto assegnato /10

11