Europagymnasium R.v.Weizsäcker - Fachbereich Physik Schulinternes Curriculum Stoffverteilung und Kompetenzentwicklung Klasse 9 Woche Grundlegende Wissensbestände Didaktisch-methodische Planung Kompetenzentwicklung KSP: Beschleunigte Bewegungen und Energiebilanzen ZRW 20 1! Bezugssysteme! Beschleunigung Begriffsdefinition, Gleichung a = v t! Gesetze der gleichmäßig beschleunigten Bewegung ohne Anfangsbedingung Gleichungen a = konst. ; bzw. a = Δv Δt 2! s(t) -, v(t) - und a(t) Diagramme! Bewegungsgesetze v = a t; 3! SE: gleichmäßig beschleunigte Bewegung s = a t 2 4! Bewegungen mit Anfangsbedingungen insbesondere v = a t + v 0 ; s = a 2 t2 + s 0 2 Bewegungsdefinition Demonstrationsexperimente Beispiele für beschleunigte Bewegungen Messreihen auf der Luftkissenbahn Achsenwahl und Achsenbezeichnung Zuordnung der Graphen zu den Bewegungsarten Übungsaufgaben zu den Bewegungsgesetzen Sicherung SE: z.b. mit geneigter Ebene Überprüfung von Gesetzmäßigkeiten, Abweichungen und Fehleranalyse, Aufgaben, Übungen, Anwendungen Aufgaben und Übungen zum intuitiven Erfassen von Anfangswegen und Anfangsgeschwindigkeiten, Anwendungen und Beispiele
5! Fallbewegungen der freie Fall als Spezialfall, Ortsfaktor g der Erdbeschleunigung Demonstrationsexperiment s(t) Diagramm Anwendung von s = a 2 t2 für a = g Hausexperiment Fallschnur nach eigener Berechnung 6! Newton sche Axiome Experimente auch Freihandexp. das Wechselwirkungsgesetz als Erfahrungssatz formulieren und experimentell unterlegen Zusammenhang zwischen Beschleunigung und Kraft bei konstanter Masse F = m a Trägheitsgesetz für F = 0 formulieren 7! mechanische Arbeit und mechanische Energie! Beschleunigungsarbeit und kinetische Energie m 2 W B = m a s ; Ekin = v 2! Hubarbeit und potentielle Energie W = ΔE = m g h Hub pot Herausarbeitung des Zusammenhangs zwischen Arbeit und Energie / Begriffsdefinitionen Berechnungen mithilfe der Gleichungen Festigung durch Übung
8! Reibung! Normalkraft! Reibungskraft! Reibungsarbeit F Reib W = µ Reib F N = µ F s N Freihandexperimente auch mit Federkraftmesser, Begriffe Normalkraft und Reibungskraft Reibungsarbeit aus der allgemeinen Gleichung ableiten 9! SE: Haft- und Gleitreibung SE: zum Vergleich von Haft- und Gleitreibung zwischen einer vorgegebenen Stoffkombination und Vergleich zweier Gleitreibungen verschiedener Kombinationen Festigung und Systematisierung 10! Bewegungsvorgänge mit und ohne Reibung Komplexere Anwendungsaufgaben mit mehreren behandelten Inhalten KPS: Elektromagnetische Induktion und Leitungsvorgänge ZRW 18 11! Induktion / Induktionsgesetz DE: Erzeugung von Induktionsspannungen Herausarbeiten von Abhängigkeiten, Charakteristik einer Spule! Elektromagnetische Induktion: bei veränderlicher wirksamer Fläche bei veränderlichem Magnetfeld an konkreten Experimenten mit Spulen die beiden Fälle (Prinzipien) untersuchen
12! Induktionsstrom und Lenz sches Gesetz! Selbstinduktion Experimente zum Lenz schen Gesetz, Formulierung des Gesetzes DE: Selbstinduktion beim Ein- und Ausschaltvorgang einer Spule Anwendung der Selbstinduktion in der Praxis (z.b. Zündspule) 13! Wechselstromgenerator Aufbau und Wirkungsweise, Erzeugung einer Wechselspannung, zeitlicher Verlauf von Spannung und Stromstärke, Effektivwerte 14! Transformator Aufbau und Wirkungsweise DE: zu Transformatorgesetzen (belasteter und unbelasteter Trafo) Transformatoren in der Praxis Berechnungen mithilfe der Gestze 15! Transformator DE: Abhängigkeit des Primärstromes von der Belastung / Rückwirkung Berechnungen am idealen Transformator (Windungszahlen, Spannungen, Stromstärken und Leistungen)
16! SE: Spannungsübersetzung am unbelasteten Transformator 17! elektrische Leitungsvorgänge (allgemeines Leitungsmodell)! Leitungsvorgang in Metallen! Leitungsvorgänge in Halbleitern Wiederholung: Stromstärke- und Spannungsmessung in Stromkreisen, Spannungsübersetzung für verschiedene Kombinationen von Windungszahlen und variierten Primärspannungen untersuchen allgemeines Modell des elektrischen Leitungsvorganges, Metallgitter mit freien Elektronen, Halbleiter Begriffserklärung, Dotierung, 18! Leitungsvorgänge in Halbleitern p-n-übergang, Diode, LED, Solarzelle, 19! SE: Kennlinie eines Halbleiterbauelementes Kennlinie einer Halbleiterdiode oder einer z-diode,! Klassenarbeit Wiederholung, Systematisierung
KPS: Radioaktivität und Kernenergie ZRW 16 20! Atomkern Aufbau, Nukleonen, Isotope atomare Masseneinheit, relative Atommasse 21! natürliche Kernumwandlung Strahlungsarten, Eigenschaften, Nachweismöglichkeiten 22! natürliche Kernumwandlung Halbwertszeit, Aktivität, Zerfallskurve, Kernzerfall als stochastischer Prozess Aufbau des Kerns aus Nukleonen (Protonen, Neutronen), Begriff Isotop, Isotope eines Elementes im PSE, Anwendung der Unit u bei Massenberechnungen, Bedeutung der relativen Atommasse Spontanzerfall, α,β,γ Strahlung und ihre Eigenschaften, (Durchdringung, Ionisationsvermögen, Ablenkbarkeit, Energie), Elementumwandlungen durch Kernzerfall, Zerfallsgleichungen Aufbau und Wirkungsweise eines Geiger-Müller Zählrohres, weitere Nachweisgeräte, Begriffe Halbwertszeit und Aktivität, Zerfallskurve allgemein und für spezielle radioaktive Isotope, Aussagen für große Anzahlen, µ = A und σ = A C14-Methode zur Altersbestimmung,
23! Wirkung radioaktiver Strahlung natürliche Quellen radioaktiver Strahlung, Nullrate, thermische und ionisierende Wirkungen, deterministische und stochastische Wirkungen, dosimetrische Größen: (Energiedosis, Äquivalentdosis), Strahlenschutz 24! Anwendungen radioaktiver Strahlung Bestrahlungsverfahren, Durchstrahlungsverfahren, Markierungsverfahren, 25! Kernspaltung Kettenreaktion, kritische Masse 26! Kernspaltung Energiefreisetzung, Kernkraftwerk natürlich vorkommende radioaktive Isotope, DE: Messung der Nullrate, Wdhlg. Eigenschaften der Strahlung, Einsatz von Radionukliden in der Medizin, Strahlenschutz Bestrahlung von Tumoren und Nutzung der Wirkung von Strahlung, Durchstrahlung zur Materialprüfung, Markierung der Schilddrüse mit Iod, Kernspaltung durch thermische Neutronen, Neutronenfreisetzung bei der Spaltung von Uran, Kettenreaktion und deren Bedingungen, Einsatz bei Atombomben, Energiefreisetzung bei der Spaltung schwerer Kerne, Aufbau und Wirkungsweise von Kernkraftwerken, (Druckwasserreaktor), Sicherheitsproblematik, 27! Systematisierung! Klassenarbeit Endlagerung, Wiederholung und Anwendung