Fyzika – II. ročník
Žáci počítají dolet vrhů a sledují kmitání pružiny i šíření zvuku. Pohyb částic vysvětluje vlastnosti látek a stavová rovnice ukazuje, jak spolu souvisejí tlak, objem a teplota ideálního plynu.
Nejčastější témata. Nové nápady do výuky.
I. ročník
-
Převody jednotek
Převody jednotek zachovávají velikost veličiny; převodní vztahy a mocniny deseti umožňují převádět také jednotky plochy, objemu, rychlosti a hustoty.
-
Kinematika
Kinematika popisuje pohyb pomocí polohy, rychlosti a zrychlení; propojuje pozorování pohybu s grafy a vztahy pro jednotlivé druhy pohybu.
-
Fyzikální veličiny a jednotky
Hodnota fyzikální veličiny spojuje číslo s jednotkou; převody jednotek, jejich odvozování a kontrola ve vztazích pomáhají správně zapisovat a porovnávat fyzikální údaje.
-
Převody fyzikálních jednotek
Převod jednotek zachovává hodnotu fyzikální veličiny; přehled propojuje předpony, převody obsahu a objemu i práci s jednotkami v podílu.
-
Mechanika
Mechanika popisuje pohyb a rovnováhu těles a vysvětluje jejich souvislost se silami, energií a hybností.
-
Rovnoměrně zrychlený pohyb
Při rovnoměrně zrychleném přímočarém pohybu roste rychlost za stejné časové intervaly o stejnou hodnotu; dráha závisí také na počáteční rychlosti a na druhé mocnině času.
-
Rovnoměrný přímočarý pohyb
Rovnoměrný přímočarý pohyb propojuje stálou rychlost s lineární změnou polohy; jeho popis vyžaduje rozlišovat souřadnici, uraženou dráhu a směr pohybu.
-
Volný pád
Volný pád z klidu propojuje stálé tíhové zrychlení s růstem rychlosti a uražené dráhy; platnost tohoto modelu závisí na zanedbatelném odporu vzduchu.
-
Kinematika hmotného bodu
Pohyb hmotného bodu popisujeme vzhledem ke zvolené vztažné soustavě pomocí polohy, rychlosti a zrychlení; jeho průběh propojujeme se slovním popisem, grafy a rovnicemi.
-
Dynamika
Dynamika vysvětluje změny pohybu pomocí sil: Newtonovy zákony propojují výslednici sil, hmotnost a zrychlení a odlišují rovnováhu sil od vzájemného působení těles.
-
Rovnoměrný pohyb po kružnici
Při rovnoměrném pohybu po kružnici zůstává velikost rychlosti stálá, její směr se však mění; obíhání popisují perioda, frekvence, úhlová rychlost a dostředivé zrychlení.
-
Mechanika tekutin
Tlak, vztlak a proudění kapalin i plynů spojují působení sil se zákony zachování hmotnosti a energie.
-
Zrychlení
Zrychlení vyjadřuje změnu rychlosti za čas; jeho směr a znaménko pomáhají rozlišit zrychlování, zpomalování i změnu směru pohybu.
-
Jednotky SI
Přehled základních a odvozených jednotek SI, jejich značek a předpon s důrazem na převody, při nichž se zachovává hodnota fyzikální veličiny.
-
Mechanické kmitání
Mechanické kmitání popisujeme výchylkou, amplitudou a periodou; jeho průběh souvisí s vratnou silou, setrvačností a přeměnami energie.
-
Mechanická práce a energie
Mechanická práce popisuje přenos energie působením síly při posunutí; její vztah k pohybové a polohové energii umožňuje vysvětlit zrychlování, zvedání i brzdění těles.
-
Kirchhoffovy zákony
Kirchhoffovy zákony vyjadřují bilanci proudů v uzlu a napětí v uzavřené smyčce; spolu s Ohmovým zákonem umožňují určit proudy ve větveném obvodu.
-
Gravitační pole
Gravitační pole popisuje působení hmotných těles na okolí; jeho intenzita umožňuje odlišit vlastnost pole od síly působící na konkrétní těleso.
-
Nakloněná rovina
Nakloněná rovina umožňuje zvedat těleso menší silou po delší dráze; rozklad tíhové síly vysvětluje potřebnou tažnou sílu i pohyb tělesa po svahu.
-
Výkon a účinnost
Výkon vyjadřuje práci vykonanou za jednotku času, účinnost podíl dodané energie využitý k zamýšlenému účelu.
-
Mechanický pohyb
Mechanický pohyb popisujeme jako změnu polohy vůči zvolené vztažné soustavě; trajektorie, dráha, rychlost a zrychlení zachycují různé vlastnosti jeho průběhu.
-
Mechanika tuhého tělesa
Účinek síly na tuhé těleso závisí také na jejím působišti a směru; moment síly, poloha těžiště a podmínky rovnováhy vysvětlují otáčení i stabilitu těles.
-
Fyzikální veličiny a převody jednotek
Hodnotu fyzikální veličiny zapisujeme číslem a jednotkou; při převodech využíváme význam předpon, mocniny deseti a vztahy mezi jednotkami základních i odvozených veličin.
-
Rychlost a zrychlení
Rychlost popisuje změnu polohy v čase, zrychlení změnu rychlosti; jejich rozlišení vyžaduje sledovat velikost i směr obou veličin.
-
Rovnoměrně zrychlený a zpomalený pohyb
Při přímočarém pohybu s konstantním zrychlením lze z počáteční rychlosti určit rychlost a polohu v čase; o zrychlování či zpomalování rozhoduje vzájemná orientace rychlosti a zrychlení.
-
Grafy pohybu
Žáci čtou a sestavují grafy závislosti polohy, dráhy a rychlosti na čase a z grafu určí rychlost, zrychlení a uraženou dráhu.
-
Hybnost (úvod)
Žáci zavedou hybnost tělesa jako součin hmotnosti a rychlosti a v úvodu použijí zákon zachování hybnosti u jednoduchých srážek.
-
Kinematika: základní pojmy
Žáci zavedou vztažnou soustavu, popíší polohu a změnu polohy, rozliší okamžitou a průměrnou rychlost a používají vztahy pro rovnoměrný přímočarý pohyb.
-
Mechanická energie
Žáci rozliší kinetickou a potenciální energii, spočítají mechanickou energii soustavy a použijí zákon zachování v jednoduchých úlohách.
-
Měření fyzikálních veličin
Žáci měří vybrané fyzikální veličiny vhodnými metodami, volí přístroj a rozsah, určí absolutní i relativní odchylku a zaokrouhlí výsledek podle nejistoty.
-
Newtonovy pohybové zákony
Žáci používají Newtonovy pohybové zákony k předvídání pohybu v inerciální soustavě, včetně zákona setrvačnosti a akce a reakce.
-
Práce a výkon
Žáci spočítají práci stálé síly a výkon a propojí vykonanou práci se změnou mechanické energie.
-
Síly a výslednice
Žáci určí síly působící na hmotný bod, složí je do výslednice a zapíší silový diagram. Moment síly jen jako točivý účinek; rovnováha tuhého tělesa patří do 2. ročníku.
-
Skalární a vektorové veličiny
Žáci rozliší skalární veličiny od vektorových, skládají vektory v rovině a využívají je při řešení úloh o pohybu a silách.
-
Soustava SI a jednotky
Žáci používají Mezinárodní soustavu jednotek SI, převádějí základní i odvozené jednotky mechaniky a zapisují veličiny v jednotném tvaru.
-
Tření a třecí síla
Žáci rozliší klidové a smykové tření, určí třecí sílu ze součinitele tření a zapojí ji do silového diagramu.
-
Zrychlení a zrychlený pohyb
Žáci zavedou zrychlení jako změnu rychlosti, řeší rovnoměrně zrychlený i zpomalený pohyb a používají vztah pro dráhu a polohu tělesa v čase.
II. ročník
-
Coulombův zákon
Coulombův zákon určuje velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji podle jejich velikostí a vzdálenosti; znaménka nábojů rozhodují o přitahování či odpuzování.
-
Kinetická teorie látek
Kinetická teorie látek vysvětluje tlak, difuzi a souvislost teploty s energií pomocí neuspořádaného pohybu a vzájemného působení částic.
-
Molekulová fyzika
Molekulová fyzika vysvětluje vlastnosti látek pomocí pohybu a vzájemného působení částic; propojuje tento popis s teplotou, tlakem a vnitřní energií.
-
Kmitavý pohyb
Kmitavý pohyb popisujeme výchylkou, amplitudou, periodou a frekvencí; jeho časový graf ukazuje, jak souvisejí poloha tělesa, rychlost a zrychlení.
-
Mechanické kmitání a vlnění
Kmitání popisuje pohyb kolem rovnovážné polohy, mechanické vlnění jeho šíření prostředím; oba děje propojují perioda, frekvence a přenos energie.
-
Deformace pevných látek
Žáci analyzují pružnou deformaci, používají Hookův zákon a normálové napětí a rozliší tah, tlak, ohyb a smyk. Plastická destrukce materiálů zůstává okrajová.
-
Dopplerův jev a nadzvuková rychlost
Žáci vysvětlí Dopplerův jev u zvuku, spočítají změnu frekvence při pohybu zdroje nebo pozorovatele a odliší ho od rázové vlny při nadzvukové rychlosti.
-
Druhá věta termodynamická
Žáci formulují druhou větu termodynamiky, vysvětlí směr samovolných dějů a entropii na středoškolské úrovni a odliší vratné a nevratné procesy. Tepelné stroje mají vlastní téma.
-
Gravitační a tíhové pole
Žáci rozliší gravitační a tíhovou sílu, popíší homogenní i radiální gravitační pole a počítají intenzitu i gravitační potenciální energii. Nejde o první seznámení s tíhou z 1. ročníku ani o elektřinu.
-
Ideální plyn a stavová rovnice
Žáci používají stavovou rovnici ideálního plynu stálé hmotnosti a předvídají izotermický, izobarický, izochorický a adiabatický děj. Nejde o reálné plyny ani o chemickou stechiometrii.
-
Keplerovy zákony
Žáci formulují tři Keplerovy zákony, spojí je s Newtonovým gravitačním zákonem a řeší úlohy o periodě a velké poloose. Téma patří ke gravitačnímu poli 2. ročníku, ne k popisu planet z přírodopisu.
-
Kinetická teorie látek a skupenství
Žáci propojí vlastnosti plynů, kapalin a pevných látek s pohybem a interakcemi částic a vysvětlí skupenské přeměny kinetickou teorií. Nejde o chemické složení látek ani o jádro atomu.
-
Kmitání mechanického oscilátoru
Žáci popíší kmitání mechanického oscilátoru, určí periodu a frekvenci pružiny i matematického kyvadla a rozliší netlumené, tlumené a vynucené kmitání. Nejde o vlnění, zvuk ani o elektromagnetické kmity.
-
Mechanické vlnění
Žáci objasní vznik, šíření, odraz a interferenci mechanického vlnění, rozliší postupné a stojaté vlnění a spočítají vlnovou délku i rychlost. Elektromagnetické vlny a optika sem nepatří.
-
Moment síly a tuhé těleso
Žáci určí moment síly, výslednici a podmínku rovnováhy tuhého tělesa, najdou těžiště a řeší páku i jednodušší statické soustavy. Nejde o první Newtonovy zákony pro hmotný bod.
-
Pohyb po kružnici
Žáci rozloží pohyb po kružnici na tečné a dostředivé zrychlení, určí dostředivou sílu a řeší úlohy o rovnoměrném i zrychleném obíhání. Nejsou to přímočaré pohyby ani první zápis Newtonových zákonů z 1. ročníku.
-
První věta termodynamická
Žáci aplikují první větu termodynamiky, spočítají změnu vnitřní energie z tepla a práce a popíší přenos energie vedením, prouděním a zářením. Nejde o elektřinu ani o jádro.
-
Tepelné stroje
Žáci popíší princip tepelného stroje, spočítají účinnost ideálního cyklu a spojí první a druhou větu s motorem, chladničkou a tepelným čerpadlem.
-
Teplo a kalorimetrická rovnice
Žáci rozliší teplo a teplotu, používají měrnou tepelnou kapacitu a sestavují kalorimetrickou rovnici včetně skupenského tepla. První zápis Celsiovy stupnice zůstává na základní škole.
-
Teplotní roztažnost
Žáci porovnají délkovou a objemovou teplotní roztažnost pevných látek a kapalin, používají součinitele roztažnosti a řeší praktické úlohy o kolejnicích, teploměrech a dilatacích.
-
Vrhy v homogenním tíhovém poli
Žáci skládají vodorovný a svislý pohyb při vodorovném i šikmém vrhu, počítají dobu letu, dostřel a vrchol trajektorie. Volný pád jako první kinematika zůstává v 1. ročníku.
-
Zákony zachování v mechanice
Žáci používají zachování hybnosti a mechanické energie při srážkách, pohybu v gravitačním poli a otáčení. Rozšiřují zákony zachování z 1. ročníku, neopakují SI jednotky ani první zápis práce.
-
Zvuk
Žáci popíší zvuk jako podélné mechanické vlnění, spojí hlasitost a intenzitu s decibely a vysvětlí šíření zvuku v různých prostředích. Nejde o hudební výchovu ani o světlo.
III. ročník
-
Odraz a lom světla
Směr odraženého a lomeného paprsku určují úhel dopadu a optické vlastnosti prostředí; zákony odrazu a lomu umožňují předpovědět také podmínky úplného odrazu.
-
Kvantová fyzika
Energie fotonů, fotoelektrický jev a diskrétní hladiny atomu ukazují kvantový charakter předávání energie; interference částic doplňuje představu o chování mikrosvěta.
-
Stacionární magnetické pole
Stacionární magnetické pole propojuje působení magnetů a ustálených proudů s magnetickou silou na vodič a pohybující se nabitou částici.
-
Elektrické obvody a spojování rezistorů
Téma pokrývá stejnosměrné obvody: sériové a paralelní spojení rezistorů, náhradní odpor a rozdělení napětí a proudu. Žáci sestavují a počítají jednoduché i větvené obvody.
-
Elektrické pole, intenzita a napětí
Téma zavádí elektrické pole, intenzitu a napětí. Žáci kreslí siločáry, počítají práci v poli a porovnávají účinky na vodič a izolant včetně polarizace a Faradayovy klece.
-
Elektrický náboj a elektrostatika
Téma zavádí elektrický náboj, jeho zachování a elementární náboj. Žáci používají Coulombův zákon ve vakuu, počítají síly mezi bodovými náboji a skládají je.
-
Elektrický proud v látkách
Téma porovnává vedení proudu v kovech, kapalinách a plynech. Žáci vysvětlují nositele náboje a aplikují mechanismy vedení při analýze chování těles v obvodech.
-
Elektromagnetická indukce
Téma pokrývá Faradayův zákon elektromagnetické indukce, magnetický tok a Lenzův zákon. Žáci určují indukované napětí i směr proudu a objasňují brzdný účinek indukce.
-
Kondenzátor a kapacita
Téma pokrývá kondenzátor, kapacitu a energii elektrického pole. Žáci počítají sériové a paralelní spojení kondenzátorů a volí zapojení podle požadované kapacity.
-
Magnetické pole
Téma zavádí magnetické pole magnetů a vodičů s proudem, magnetickou indukci a sílu na vodič. Žáci kreslí indukční čáry a určují směr pole a síly.
-
Polovodiče, PN přechod a dioda
Téma pokrývá vlastní a příměsové polovodiče, PN přechod a polovodičovou diodu. Žáci vysvětlují usměrňovací účinek diody a zapojují ji v jednoduchém obvodu.
-
Stejnosměrný proud a Ohmův zákon
Téma zavádí stejnosměrný proud a Ohmův zákon, závislost odporu na materiálu a teplotě a výpočet práce a výkonu. Žáci řeší úlohy o spotřebě energie a dimenzování vodičů.
-
Střídavé obvody
Téma pokrývá jednoduché střídavé obvody s rezistorem, cívkou a kondenzátorem. Žáci porovnávají fázové posuny a vysvětlují impedanci v sériovém zapojení.
-
Střídavý proud a efektivní hodnota
Téma zavádí harmonické střídavé napětí a proud, frekvenci a efektivní hodnotu. Žáci převádějí mezi amplitudou a efektivní hodnotou a počítají výkon střídavého proudu.
-
Transformátor, generátor a elektromotor
Téma objasňuje funkci transformátoru, generátoru střídavého proudu a elektromotoru. Žáci počítají převod napětí a proudu na transformátoru a spojují zařízení se zákonem indukce.
Co se žáci naučí.
Očekávané výstupy
Člověk a příroda · Fyzika
- RVP G žák měří vybrané fyzikální veličiny vhodnými metodami, zpracuje a vyhodnotí výsledky měření
- RVP G žák rozliší skalární veličiny od vektorových a využívá je při řešení fyzikálních problémů a úloh
- RVP G žák užívá základní kinematické vztahy při řešení problémů a úloh o pohybech rovnoměrných a rovnoměrně zrychlených/zpomalených
- RVP G žák určí v konkrétních situacích síly a jejich momenty působící na těleso a určí výslednici sil
- RVP G žák využívá (Newtonovy) pohybové zákony k předvídání pohybu těles
- RVP G žák využívá zákony zachování některých důležitých fyzikálních veličin při řešení problémů a úloh
- RVP G žák objasní procesy vzniku, šíření, odrazu a interference mechanického vlnění
- RVP G žák objasní souvislost mezi vlastnostmi látek různých skupenství a jejich vnitřní strukturou
- RVP G žák aplikuje s porozuměním termodynamické zákony při řešení konkrétních fyzikálních úloh
- RVP G žák využívá stavovou rovnici ideálního plynu stálé hmotnosti při předvídání stavových změn plynu
- RVP G žák analyzuje vznik a průběh procesu pružné deformace pevných těles
- RVP G žák porovná zákonitosti teplotní roztažnosti pevných těles a kapalin a využívá je k řešení praktických problémů
- RVP G žák porovná účinky elektrického pole na vodič a izolant
- RVP G žák využívá Ohmův zákon při řešení praktických problémů
- RVP G žák aplikuje poznatky o mechanismech vedení elektrického proudu v kovech, polovodičích, kapalinách a plynech při analýze chování těles z těchto látek v elektrických obvodech
- RVP G žák využívá zákon elektromagnetické indukce k řešení problémů a k objasnění funkce elektrických zařízení
- RVP G žák porovná šíření různých druhů elektromagnetického vlnění v rozličných prostředích
- RVP G žák využívá zákony šíření světla v prostředí k určování vlastností zobrazení předmětů jednoduchými optickými systémy
- RVP G žák využívá poznatky o kvantování energie záření a mikročástic k řešení fyzikálních problémů
- RVP G žák posoudí jadernou přeměnu z hlediska vstupních a výstupních částic i energetické bilance
- RVP G žák využívá zákon radioaktivní přeměny k předvídání chování radioaktivních látek
- RVP G žák navrhne možné způsoby ochrany člověka před nebezpečnými druhy záření
Připravte vaši hodinu.
Mějte příští hodinu připravenou už dnes. ScioBot vám vytvoří plán, pracovní listy i prezentaci k vašemu tématu. Klidně i z vašich podkladů.
Vytvořit materiál
-
Příprava na hodinu
Kompletní příprava s cíli, průběhem a aktivitami.
-
Pracovní list
List s úlohami, klíčem a variantou.
-
Písemka
Časovaná písemka s body a variantami.
-
Aktivita
Aktivita do hodiny, kterou žáci hned spustí.
-
Prezentace
Sada slajdů k výkladu a procvičení.
-
Tisknutelné materiály
Materiál k tisku (kartičky, plakát, pracovní list).
-
Interaktivní hry
Interaktivní hra k procvičení tématu.
Rámce
-
RVP G (gymnázia)
Čtyřleté gymnázium = I.–IV. ročník. Šestiletá a osmiletá gymnázia mapují své poslední čtyři ročníky identicky. Aktualizace informatiky září 2022, opatření MSMT-24248/2021-2 (úplné znění, Praha září 2021).
https://edu.gov.cz/wp-content/uploads/2020/08/RVPG-2007-07_final.pdf