高校物理の勉強はどうすれば最短でできるのか?
筆者の経験を生かしてもらいたいと思い、暇つぶしがてら少し書いてみる。なお一応だが、Amazonのリンクを踏んでも、筆者には一銭も入らないようになっている。

①高校物理の問題を解くために必要な知識

我々は物理の問題に出会ったとき、何をするのであろう?筆者はこう考える。
1.問題を読み、物理的な状況を正確に想像する。
  ↓
2.既知の物理量がどれかを把握する。
  ↓
3.以下の操作を繰り返す。
 3-1.問題を見た瞬間は、何をすれば答えが出るかわからないことが多い。物理的な状況に合わせ、等号を作るために、適切な法則を選ぶか、等号を両辺の単位を選ぶ。
 3-2.(等号を作るために必要な、未知の物理量を定義する。)
 3-3a.実際に方程式を作る。
 3-3b.高校物理の範囲外である数式ができることが予想される場合、問題文で与えられているか、暗記している知識を用いて式を立てることなく、結果を出すことがある。
  ↓
4.(連立)方程式を解くのだが、以下の場合がある。
 4-a.高校数学の範囲内である場合、数学的に解く。
 4-b.または自分で方程式の解法を知っていてその方が早い場合、数学的に解く。
 4-c.高校数学の範囲外である場合、問題文で与えられているか、暗記している公式を用いて解く。
コメント 2020-08-13 032544
コメント 2020-08-13 033022

以上の画像は研究目的でhttps://toudainyuushi.com/core_sys/images/main/2016/q2016butsuri.pdfより引用したものである。(1)を解いていこう。
1.問題を読み、物理的な状況を正確に想像する。
→ありがたいことに、回路図はすでに書いてあるので想像しなくて良い。
  ↓
2.既知の物理量がどれかを把握する。
→既知の物理量はL,C,I=I_0*sin(ωt),V=V_0*sin(ωt+δ)
  ↓
3.
 3-1.適切な法則を選ぶか、等号を両辺の単位を選ぶ。
 →ここではキルヒホッフの法則を使う。
 3-2.(等号を作るために必要な、未知の物理量を定義する。)
 →コンデンサ、抵抗、インダクタの電圧V_C,V_R,V_Lを定義しても良い。しなくても良い。
 3-3a.実際に方程式を作る。
 →どちらでも使う式
  コメント 2020-08-13 035322

 
 (微積を使う場合)
 3-3a.
  コメント 2020-08-13 035310

 (微積を使わない場合)
 3-3b.高校物理の範囲外である数式ができることが予想されるから、位相差とインピーダンスの知識を用いて、
  コメント 2020-08-13 035332

  ↓
4.(連立)方程式を解くのだが、以下の場合がある。
 4-a.高校数学の範囲内である場合、数学的に解く。
 →問題文を見ないで加法定理を使う場合、三角関数の合成公式を使う場合
 4-b.または自分で方程式の解法を知っていてその方が早い場合、数学的に解く。
 →(ナシ)
 4-c.問題文で与えられているか、暗記している公式を用いて解く。
 →書いてある。
コメント 2020-08-13 040117



②物理の問題を解くために必要な訓練
上記のそれぞれの過程を正しく行うために必要な力を考察する。
①物理の本質の理解
1.問題を読み、物理的な状況を正確に想像する。
 →②問題文を読み取る力
2.既知の物理量がどれかを把握する。
 →②問題文を読み取る力
3.以下の操作を繰り返す。
 3-1.問題を見た瞬間は、何をすれば答えが出るかわからないことが多い。物理的な状況に合わせ、等号を作るために、適切な法則を選ぶか、等号を両辺の単位を選ぶ。
  →③公式の暗記、④最適な公式の選択をする能力
 3-2.等号を作るために必要な、未知の物理量を定義する。
  →⑤立式の慣れ
 3-3a.実際に方程式を作る。
  →⑤立式の慣れ
 3-3b.高校物理の範囲外である数式ができることが予想される場合、問題文で与えられているか、暗記している知識を用いて式を立てることなく、結果を出すことがある。
  →③公式の暗記
4.(連立)方程式を解くのだが、以下の場合がある。
 4-a.高校数学の範囲内である場合、数学的に解く。
 4-b.または自分で方程式の解法を知っていてその方が早い場合、数学的に解く。
 4-c.高校数学の範囲外である場合、問題文で与えられているか、暗記している公式を用いて解く。
 →②問題文を読み取る力
 →⑥数学力

それぞれの力について見ていく。
①物理の本質の理解
 物理的な正しさとはなにか、ということがわからないと困る。物理は数学とは違い、特定の公理系から出発しているのではない。物理学は自然現象を研究して法則を発見すると同時に(実験物理学)、いちいち実験をせずとも未知の現象を予想できるようにすることを目標とする(理論物理学)。物理学は物理量の定義を用いて法則を組み立てることを繰り返しているから、その順序を正確に理解しなければならない。その点で、筆者は高校物理の筆頭であるニュートン力学は「力」の定義においてあいまいで不適切なものだと思う。(実際に「力」の定義はマッハにより批判されている。)(筆者はこれに怒り、解析力学の本の冒頭10ページのみをかじり、解決した。)
②問題文を読み取る程度の能力
 どの教科にも、問題文の作法、みたいなものがあるが、物理もその例外ではない。簡単な問題をといて慣れるしかないであろう。
③公式の暗記
 教科書に書いてあると思うが、導出方法なども理解しておけば、忘れなくなる。
④公式の最適な選択ができる程度の能力
 たとえば、いちいち運動方程式をたてずに保存則をつかう、など。主に中程度の問題で訓練できる。
⑤立式の慣れ
 力学でcosとsinでちゃくちゃ混乱したりする。とにかく難しい問題を説かないと訓練できない。
⑥数学力
 高2までの数学で十分。
力の習得の順序について考察する。
直感的に、①③を同時→④②→⑤であろう。
ここで、物理のテキストを分類する。
ただしこの分類は筆者が主観的に行ったものであることに留意されたい。本当は各書の問題を比較したいが、筆者は講師ではないから、書物を揃えているわけでもなく、また比較する時間もない。
1.初等教科書
 学校で配られる教科書。(①)③
2.高等教科書
 新物理入門。大学の教科書よりはやや定義の正確性や各種計算の網羅に欠ける。不必要な記述も多く、文が冗長であるが、それでもあくまで高校物理として、高校物理を正確に語った本は類を見ないと思う。①③
新・物理入門 (駿台受験シリーズ)
山本 義隆
駿台文庫
2004-05-01

2.5.大学の教科書
 正確。正確な定義を知るために、冒頭1~2章だけ読む。
力学 (増訂第3版) ランダウ=リフシッツ理論物理学教程
イェ・エム・リフシッツ
東京図書
1986-04-01

熱力学 (物理テキストシリーズ 3)
横田 伊佐秋
岩波書店
1987-01-29

熱力学入門
佐々 真一
共立出版
2000-04-01

電磁気学 (物理テキストシリーズ 4)
砂川 重信
岩波書店
1987-01-29


3.初等演習書
 物理のエッセンスなど。②③(④)




4.中等演習書
 良問の風、重要問題集など。公式当てはめゲーから、徐々に立式へと慣れさせる役目を果たす。②④(⑤)


4.5中等演習書+
 中等演習書よりも問題が大学入試風になる。中等演習書を飛ばすと効率が落ちる。②④(⑤)
名問の森物理 力学・熱・波動1 (河合塾シリーズ)
浜島 清利
河合出版
2014-03-01


5.高等演習書
 難問題の系統とその解き方、物理標準問題精講など。しっかり立式しなければ解けない。②④⑤



6.公式導出演習書
 体系物理。公式導出ばかりの変な問題集。物理の歴史などを差し置いて、公式だけ時短でしっかり理解したい人におすすめ。①③⑤
体系物理[第6版] (体系シリーズ)
下妻 清
教学社
2012-10-26

7.教科書傍用問題集
 3~5のレベルの問題がばらばらに入っている。

エクセル物理総合版―物理基礎+物理
実教出版編修部(編)
実教出版
2013-12-10



8.過去問・模試問
模試問は過去問より難しいのがメリット。らしい。









参考として、「物理の参考書・勉強の仕方Part121」https://medaka.5ch.net/test/read.cgi/kouri/1555202015/の一部を引用する。
【A】東大理三、京大医
【B】阪大医、東大、旧帝医、難関国公立単科医、慶應医
【C】京大、東工大、阪大、国公立中堅単科医、地方国公立医、私立難関医
【D】地方旧帝、早慶理工
【E】地方上位国公立、東京理科、上智、MARCH、関々同立、私立中堅医歯薬
【F】地方下位国公立、日東駒専、産近甲龍、大東亜帝国、Fランク
参考書の難易度ランク(括弧内は目安となる偏差値)
【A】(東大模試60~)
〔微積分使用〕理論物理への道標 新物理入門問題演習 坂間の物理 入試物理プラス
〔微積分非使用〕難問題の系統とその解き方 標準問題精講  思考力問題精講 漆原の物理解法研究 為近の物理ノート・難関
【B】(東大模試55~) お医者さんになろう医学部への物理 
【C】(東大模試50~/河合全統記述65~) 入試の核心 名問の森 重要問題集 漆原の物理最強の88題 新こだわって国公立二次対策問題集 
   為近の物理ノート必修編 秘伝の物理問題集high 日本一詳しい物理基礎・物理の解き方
【D】(河合全統記述60~) 良問の風 実力をつける物理 体系物理 理系標準問題集 為近の物理ノート基本編 物理基礎問題精講 秘伝の物理問題集 
   微積で楽しく高校物理がわかる本
【E】(河合全統記述55~) 解法の焦点 物理のエッセンス らくらくマスター 漆原の明快解法講座  為近の解法と発想のルール 物理入門問題精講 
   折戸の独習物理
ただ筆者は、随時自分の偏差値に合わせて、演習書を変える必要はない、つまり上記のテンプレに沿って5冊買う必要はないと考えている。演習書を持ちすぎると混乱する。演習書を一冊に絞って仕上げれば物理に対する自信が湧くし、ここに書いてあるレベルが二段階上がることもある。
ということで、筆者はらくらくマスターや名門の森は飛ばしても良い、と考えている。ただらくらくマスター方は持っていないのであまり信用ならない発言でもある。
③参考書の順番の考察
以下は僕の個人的なおすすめであるが、時間が足りなくなるかもしれない。
エクセル物理総合版―物理基礎+物理良問の風物理頻出・標準入試問題集 (河合塾シリーズ)物理[物理基礎・物理]標準問題精講 6訂版東大の物理27カ年[第7版] (難関校過去問シリーズ)入試攻略問題集東京大学理科 2020―物理・化学・生物 (河合塾シリーズ)





1(問題のみ)  2~4        1          1    (1)

1.教科書を読む。
2-1.学校に通っているなら、教科書傍用問題集が配られているはずなので、基礎部分だけやる。
それ以外にも物理のエッセンスでもよいが、その場合教科書部分はよくないので読まない。
2-2.上と同時に、スッキリ理解したいから、2.新物理その他をやる。6.体系は筆者はちょっと立ち位置を理解できていないが、新物理と両方やるのは億劫だと思った。
3.良問を2~4周。
4.標準問題集を1周。難系は読みにくい上に、旧帝大型の問題が少ないのでおすすめしない。名問は立ち位置が中途半端(3.と4.の間)なのであまりおすすめしない。
5.過去問又は模試問を一周。
6.どうしても暇でしょうがない人は、⑤でやっていない方を解く。

東大物理なら、85分で2-1.で12点、2-2.で17点、3.で1周で28点、2周33点、3周38点、この後75分で解けるようになり、4.で44点、5.で50点、6.で55点ぐらい取れると思う。(適当な予想)(超甘々自己採)(東大の採点は甘い)(模試の採点は厳しい)(3.以前は、かなり年によりブレる可能性)(模試は理科がむずすぎるので信用しない)(去年の東大実践とか作問ミスしてたらしいしますます信用しない)

なお良問の風の一周目が一番苦しい。僕なんか24時間で6問しかできなかった。ここが山場。つらいとき→https://www.nicovideo.jp/watch/sm34704070

ほかにも山場があったときは。→https://www.nicovideo.jp/tag/%E3%83%80%E3%83%A1%E4%BA%BA%E9%96%93%E8%A3%BD%E9%80%A0VOICEROID

(8/13)筆者はいま5.の段階を初めたばかりのところで、試行錯誤中。そんなに極めているわけではないので注意。
駄文を読んでいただいてありがとうございました。お体にお気をつけて。
(9/26)筆者は現在難系から標準問題集に変え、原子編の中盤あたりを攻略中。夏の模試で試しに物理全押してみたら、某感染症の影響か38点で2ケタ位をとって仰天。( ゚Д゚) 人に自慢してみたい人、ぜひぜひ全押しおすすめします。



参考文献

実験物理学 - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%9F%E9%A8%93%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6 
理論物理学 - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%90%86%E8%AB%96%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6

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8/18 「そのため、特にニュートン力学では法則と定義が入り乱れていてわけがわからないから、自分が今立てている式はあってるのかはっきりわからないとすっきりせず、混乱して式も建てられない。筆者は諦めてニュートン力学を投げ出した……。」を変更
教科書の分類を変更
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9/26教科書をこっそりとおすすめ順に変更。解いてみた所感から、難系を非推奨にして標準問題集を推奨。小出の力学がそこまで良くなかったことから、はずれの教科書は思っていたよりもたくさんあると思い、大学教科書のおすすめの一部を削除。教科書の分類に傍用問題集、過去問、模試問を追加。あとがきを追加。あとがきに日付を追加。