KWDL - kroobannok.com · ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยเทคนิค kwdl เพื่อส่งเสริมผล

ชดกจกรรมการเรยนรดวยเทคนค KWDL เพอสงเสรมผลสมฤทธทางการเรยนวชา

วทยาศาสตร เรอง งานและพลงงาน ส าหรบนกเรยน ชนมธยมศกษาปท 3 เปนสอการสอนทจดท าขนเพอใชประกอบการจดการเรยนร ซงตรงตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551 ผจดท าไดจดกจกรรมการเรยนรโดยเนนผ เรยนเปนส าคญ ซงชดกจกรรมการเรยนรดวยเทคนค KWDL เพอสงเสรมผลสมฤทธทางการเรยน วชาวทยาศาสตร เรอง งานและพลงงาน ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 3 มจ านวน 5 ชด ดงน ชดท 1 เรอง คณตศาสตรพนฐานส าหรบการค านวณ

ชดท 2 เรอง แรงและงาน ชดท 3 เรอง ก าลง ชดท 4 เรอง พลงงาน ชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน ส าหรบชดนเปนชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน เมอผ เรยนศกษาชดกจกรรมนแลวหวง

เปนอยางยงวาชดกจกรรมการเรยนรชดนจะชวยอ านวยความสะดวกในการจดกระบวนการเรยนรของครและนกเรยน เพอใหเกดผลตามวตถประสงค และสามารถเพมผลสมฤทธทางการเรยนของนกเรยนใหสงขนตอไป

วชร สายโต

ชดกจกรรมการเรยนรวชาวทยาศาสตร

ชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน

ก

เรอง กฎการอนรกษพลงงาน

ชนมธยมศกษาปท 3 จ านวน 4 ชวโมง

องคประกอบของชดกจกรรมการเรยนร 1. คมอคร 2. แผนการจดการเรยนร 3. ใบความร 4. ใบงาน 5. ใบกจกรรมการทดลอง 6. แบบทดสอบยอย

จดประสงคการเรยนร 1. วเคราะหความสมพนธระหวางพลงงานศกยโนมถวงและพลงงานจลนของวตถและอธบาย

ความสมพนธของพลงงานทงสอง

2. ใชกฎการอนรกษพลงงานกลอธบายการเปลยนรปพลงงาน พรอมทงยกตวอยางประกอบ



ข

1. เอกสารฉบบนเปนชดกจกรรมการเรยนรวชาวทยาศาสตรดวยเทคนค KWDL เพอสงเสรมผลสมฤทธทางการเรยนวชาวทยาศาสตร เรอง กฎการอนรกษพลงงาน 2. เอกสารฉบบนจดท าขนเพอใชเปนสอในการจดกจกรรมการเรยนการสอนรายวชาวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 3 3. ชดกจกรรมชดนเปนชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน ประกอบดวย 3.1 ค าแนะน าการใชชดกจกรรมส าหรบคร 3.2 ค าแนะน าการใชชดกจกรรมส าหรบนกเรยน 3.3 องคประกอบของชดกจกรรมการเรยนร และจดประสงคการเรยนร 3.4 แบบทดสอบกอนเรยน-หลงเรยน 3.5 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน-หลงเรยน 3.6 ใบความร 3.7 ใบงาน 3.8 เฉลยใบงาน

3.9 กจกรรมการทดลอง 3.10 เฉลยใบกจกรรมการทดลอง 4. ชดกจกรรมนใชเวลาในการศกษา จ านวน 4 ชวโมง

ชดกจกรรมการเรยนรวชาวทยาศาสตร ชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน

ค


วทยาศาสตร หนวยการเรยนร งานและพลงงาน ชดท 5 กฎการอนรกษพลงงาน ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 3 ควรเตรยมความพรอมและปฏบตตามค าแนะน าดงตอไปน

1. ครควรศกษาวธการใชชดกจกรรมการเรยนร แผนการจดการเรยนร (วธสอน วธวดและประเมนผล) ของชดกจกรรมการเรยนรใหเขาใจชดเจน

2. ครควรคนควา และอานเนอหาทเกยวของเพมเตม 3. ครควรเตรยมการสอนลวงหนา เตรยมสถานทตลอดจนสอการสอนตางๆ ทใช

ประกอบในการเรยนโดยใชชดกจกรรมการเรยนรใหพรอม และควรเตรยมชดกจกรรมการเรยนรในเรองตอไปไวส าหรบนกเรยนทเรยนจบกอนเวลา

4. ครชแจงบทบาทของนกเรยนในการเรยนโดยใชชดกจกรรมการเรยนร 5. ครมบทบาทเพยงผแนะน าเมอนกเรยนมปญหาในการใชชดกจกรรมการเรยนร

เทานน แตมไดสอนนกเรยนในเนอหาของชดกจกรรมการเรยนร 6. สงทครตองเตรยม

6.1) ชดกจกรรมการเรยนร สมดงาน และแบบทดสอบใหเพยงพอตอความตองการของนกเรยน

6.2) อปกรณส าหรบท ากจกรรมของชดกจกรรมการเรยนร



ง


วทยาศาสตร หนวยการเรยนร งานและพลงงาน ชดท 5 กฎการอนรกษพลงงาน ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 3 ใหนกเรยนปฏบตตามขนตอนดวยความซอสตยและตงใจ ดงน

1. ศกษาจดประสงคการเรยนรประจ าชดกจกรรม และอานค าชแจงวธการเรยนใหเขาใจกอนทจะเรมเรยน

2. ท าแบบทดสอบกอนเรยนชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน 3. เมอเรมท ากจกรรมในชดกจกรรมการเรยนร หากมปญหาสามารถยกมอสอบถาม

กบครได 4. เมอปฏบตกจกรรมตางๆ ตามกจกรรมเสรจเรยบรอยแลวใหตรวจสอบค าตอบได

จากเฉลย 5. ศกษาใบความร 6. ท ากจกรรมการทดลอง และบนทกกจกรรมการทดลอง สามารถตรวจสอบค าตอบ

ไดจากเฉลยใบกจกรรมการทดลอง 7. ท าใบงาน 1 และตรวจสอบค าตอบไดจากเฉลยใบงาน 1 8. ท าแบบทดสอบหลงเรยน ชดท 5 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน 9. นกเรยนสามารถทบทวนเนอหาได


จ

เรอง หนา ค าแนะน าการใชชดกจกรรม....................................................................................... ก องคประกอบของชดกจกรรมการเรยนร และจดประสงคการเรยนร…………………..….. ข ค าชแจงเกยวกบชดกจกรรม………….………………………………………….……...... ค ค าแนะน าการใชชดกจกรรมส าหรบคร………………………………………………....... ง ค าแนะน าการใชชดกจกรรมส าหรบนกเรยน……………………………………….......... จ แบบทดสอบกอนเรยน…………………………………………………………………..… 1 ใบความร เรองกฎการอนรกษพลงงาน……….………………………………………..…. 4 กจกรรมการทดลอง เรองกฎการอนรกษพลงงาน……….……………………..……..…. 12 ใบงานท 1 เรองกฎการอนรกษพลงงาน…..…………………………..……………....…. 18 แบบทดสอบหลงเรยน……………………………………………………………….….... 38 บรรณานกรม…………………………………………………………………..…….….... 41


ฉ


ค าชแจง แบบทดสอบมจ านวน 10 ขอ จ านวน 10 คะแนน เวลาสอบ 15 นาท

ค าสง ใหนกเรยนท าเครองหมาย X ลงบนตวเลอกทถกตองทสดเพยงขอเดยว

2. ปลอยวตถตกจากทสงจากพน 20 เมตร เมอวตถตกลงมาถงพนดนจะมความเรวเทาใด ก. 20 m/s ข. 40 m/s ค. 60 m/s ง. 80 m/s

3. เมลดพชถกนกปลอยใหตกจากทสงจากพน 80 เมตร เมอตกลงมาถงพนดนจะมความเรว กกโลเมตรตอชวโมง

ก. 122 ข. 144 ค. 156 ง. 172 4. เสาชงชาสง 20 เมตร ถาแกวงชงชาขนจนถง 90° อตราเรวของชงชาตอนผานจดต าสดจะเปนกกโลเมตรตอ

ชวโมง ก. 10 ข. 20 ค. 36 ง. 72

5. วตถมวล m ลนไถลตามรางคดโคงซงไมมความเสยดทานโดยไมไถลออกนอกราง ถาขณะเรมตนวตถอยนงทจด A ซงอยสง 70 เมตร จากพนดนทจด B ซงอยสงจากพน 30 เมตร วตถนจะมอตราเรวกเมตร/วนาท

ก. 17.3 ข. 20.0 ค. 28.2 ง. 400.0

1


1. รถทดลองมวล 0.5 กโลกรม วงดวยอตราเรว 2.0 เมตรตอวนาท บนพนราบเขาชน สปรงอนหนงซงมปลาย

ขางหนงยดตดกบผนงและมคาคงตวสปรง 200 นวตนตอเมตรสปรงจะหดตวเทาใดในจงหวะทมวลอตราเรวลงเปนศนยพอด

ก. 10 cm ข. 20 cm ค. 30 cm ง. 40 cm 6. วตถมวล 2 กโลกรม เคลอนทบนพนราบลนดวยอตราเรว 2 เมตร/วนาท เขาชนสปรงปรากฎวาสปรงหด

สนมากทสด 10 ซม. คานจของสปรงมคากนวตน/เมตร ก. 200 N/m ข. 400 N/m ค. 600 N/m ง. 800 N/m

7. จากขอ 6 จงหาแรงมากทสดทสปรงกระท าตอวตถ ก. 70 N ข. 80 N ค. 100 N ง. 200 N

8. ออกแรง F (ไมจ าเปนตองคงท) กดสปรงใหหดสนเขาไปเปนระยะ x จากจดสมดลของสปรง จะตองท างานเทาไร เมอ k เปนคานจของสปรง

ก. Fx ข. 1

2kx2 ค. kx2 ง.

1

2Fx2

9. หนกอนหนงมมวล 0.7 กโลกรม ตกลงมาจากยอดเขาจนมาถงต าแหนงทสงจากพน 14 เมตร ปรากฏวากอนหนมความเรว 35 เมตร/วนาท อยากทราบวาพลงงานของกอนหน ณ ต าแหนงดงกลาวมคาเทาใด (ก าหนดให g=10 m/s2)

ก. 526.75 ข. 626.0 ค. 726.25 ง. 826.75

10. วตถมวล 3 กโลกรม โยนขนไปในอากาศดวยความเรว 20 เมตร/วนาท ณ ทต าแหนงสงสด วตถมพลงงานศกยโนมถวงเทาใด

ก. 400 ข. 500 ค. 600 ง. 700

2

ไปตรวจค าตอบกนเลยคะ


ขอ ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3


พลงงานมหลายรปแบบ และพลงงานแตละรปแบบสามารถเปลยนเปนพลงงานรปอนๆ ไดปรมาณ

พลงงานทงหมดกอนเปลยนรปจะเทากบหลงการเปลยนรป เราไมสามารถสรางหรอท าลายพลงงานได หลกการนเรยกวา “กฎการอนรกษพลงงาน”

ขณะวตถตกจากทสงลงมา แตละขณะวตถมทงพลงงานจลนและพลงงานศกย ผลรวมของพลงงานจลนและพลงงานศกยเรยกวา พลงงานกลรวมของวตถ เมอมแตแรงโนมถวงโดยไมมแรงเสยดทานหรอแรงอนมากระท าตอวตถแลว พลงงานกลรวมของวตถ ณ ต าแหนงใด ๆ จะมคาคงตวเสมอ ซงเปน กฎการอนรกษพลงงานกล ถาปลอยวตถจากจดหยดนงจากทสง วตถจะมพลงงานศกยโนมถวงแตไมมพลงงานจลน และขณะวตถก าลงตกลงมาดวยแรงโนมถวง พลงงานศกยโนมถวงของวตถจะลดลงเทากบพลงงานจลนของวตถทเพมขน ในทางกลบกน ถาโยนวตถขนจากพนดวยความเรว ขณะวตถเคลอนทสงขน พลงงานงานจลนของวตถจะลดลงเทากบพลงงานศกยโนมถวงทเพมขน

ในสถานการณจรง สวนมากผลรวมของพลงงานจลนและพลงงานศกยมคาไมคงตว เพราะมแรงเสยดทานไปตานการเคลอนทของวตถ งานของแรงเสยดทานจะท าใหพลงงานกลของระบบสวนหนงเปลยนไปเปนพลงงานอนเชนความรอนและเสยง แตเมอรวมพลงงานสวนนเขากบพลงงานกลแลว พลงงานรวมจะมคาคงตว ซงเปนไปตาม กฎการอนรกษพลงงาน(law of conservation of energy) ทกลาววา พลงงานรวมของระบบจะไมสญหาย แตเปลยนจากพลงงานหนงไปเปนอกพลงงานหนง

4

ใบความร

เรอง กฎการอนรกษพลงงาน

กฎการอนรกษพลงงาน (Law of conservation of energy)


ภาพการเปลยนแปลงของพลงงานจลนและพลงงานศกย

จากรปจะเหนการเปลยนแปลงของพลงงานจลนและพลงงานศกยจดเรมตนกอนนกกฬาวงทงพลงงานจลนและพลงงานศกยเปนศนย เมอนกกฬาวงและเพมความเรวพลงงานจลนจะเพมขนแตพลงงานศกยแตพลงงานศกยยงไมเพมขน พอมาถงจดไมค าพลงงานจลนจะมคาสงสด ไมค างอตวลงท าใหพลงงานศกยเพมขนเหมอนกบการกดสปรง พลงงานศกยจะถกสะสมอยในแทงไม พลงจลนจะลดลงเรอยๆ จนถงจดสงสด นกกฬาปลอยมอและรวงลงมาดานลาง ตอนนพลงงานศกยจะเปลยนเปนพลงงานจลนจนถงเบาะดานลาง ดงนนทกขณะของการเคลอนทพลงงานกลรวมจะมคาคงตว

ภาพการแกวงของลกตมนาฬกา

จากภาพการแกวงของลกตมนาฬกา ต าแหนงท 1 พลงงานศกยมาก พลงงานจลนศนย ต าแหนงท 2 พลงงานศกยลดลง พลงงานจลนเพมขน ต าแหนงท 3 พลงงานศกยศนย พลงงานจลนมาก ต าแหนงท 4 พลงงานศกยเพมขน พลงงานจลนลดลง ต าแหนงท 5 พลงงานศกยมาก พลงงานจลนศนย

ในสถานการณจรง จะพบวาผลบวกของพลงงานจลนและพลงงานศกย มคาไมคงตว ทงนเนองจากในระบบมแรงเสยดทาน ซงตานการเคลอนทของวตถ งานของแรงเสยดทานจะเปลยนเปนพลงงานความรอน ท าใหพลงงานกลของวตถหายไปสวนหนงซงเปลยนรปไปเปนพลงงานความรอนทละนอย สวนทหายไปจะเทากบงานของแรงเสยดทาน ดงนนเมอรวมสวนนดวยพลงงานรวมจะมคาคงตวเสมอ

5


พลงงานจลน + พลงงานศกยโนมถวง = คาคงท พลงงานจลน + พลงงานศกยโนมถวง = พลงงานกล

1

2× 20 × 02 + 20 × 10 × 8 = คาคงท

0 จล + 1600 จล = 1600 จล

600 จล + 1000 จล = 1600 จล

1600 จล + 0 จล = 1600 จล

ดงนน ผลรวมของพลงงานจลนและพลงงานศกย จะมคาคงตว โดยคาพลงงานจลนแปรผกผนกบ

พลงงานศกย ดงน คาพลงงานจลนมาก พลงงานศกยนอย คาพลงงานจลนนอย พลงงานศกยมาก

พลงงานจลนทเพมขน = พลงงานศกยทลดลง

21 mv2 -

21 mu2 = mgh0 - mgh1

หรอ พลงงานจลน + พลงงานศกยโนมถวง = คาคงท

21 mv2 + mgh1 =

21 mu2 + mgh0

งานทท า = พลงงานทเปลยนแปลง งานทท า = F x S

พลงงานทเปลยนแปลง = 21 mv2 -

21 mu2

6


1. วตถมวล 1 kg เคลอนทดวยอตราเรว 10 m/s บนพนระดบเกลยงเขาชนสปรงซงตดกบผนงมคานจของสปรง 400 N/m อยากทราบวาสปรงจะหดเขาไปมากทสดเทาไร วเคราะหโจทย วาดรปแสดงการเคลอนทของวตถชนสปรงจะเกดการเปลยนรปพลงงาน

เมอร m = 1 kg , v = 10 m/s , k = 400 N/m ตองการหา s

วธท า จาก Ek = EP

1

2 mv2 =

1

2ks2

s2 = mv2

k

s2 = 1×102

400

∴ s = 0.5 m

ดงนน สปรงจะหดเขาไปมากทสด 0.5 เมตร

7

ตวอยางท 1

s

10 m/s


2. ปลอยวตถมวล 15 กโลกรม ใหตกแบบอสระ จากระดบความสง 40 เมตร เมอวตถตกมาอยทระดบสงจากพนดน 30 เมตร (คาความเรงโนมถวงของโลก คอ 9.8 m/s2)

ก. วตถเคลอนทดวยความเรวเทาไร ข. และวตถมพลงงานจลนเทาไร

ก. วตถเคลอนทดวยความเรวเทาไร ทระดบความสงจากพนดน 30 เมตร

วเคราะหโจทย วาดรปแสดงการเคลอนทของวตถ เมอร m = 15 kg , g = 9.8 m/s2 , h1 = 30 m, h0 = 40 ตองการหา v

วธท า 2

1 mv2 + mgh1 = 21 mu2 + mgh0

21 x 15 x v2 + 15 x 9.8 x 30 =

21 x 15 x 0 + 15 x 9.8 x 40

7.5 x v2 + 4410 = 0 + 5880 7.5 x v2 = 5880 - 4410

v2 = 196

∴ v = 14

ดงนน ทระดบความสง 30 เมตร วตถเคลอนทดวยความเรว 14 เมตรตอวนาท

8


g = 9.8 m/s2

h = 40 m

h = 30 m

m = 15 kg

\


ข. วตถทระดบความสง 30 เมตร มพลงงานจลนเทาไร

วเคราะหโจทย m = 15 kg, h1 = 30 m, h0 = 40 m , v = 14 m/s ตองการหา EK

วธท า 21 mv2 + 15 x 9.8 x 30 =

21 x 15 x 0 + 15 x 9.8 x 40

21 mv2 + 4410 = 0 + 5880

21 mv2 = 5880 - 4410

21 mv2 = 1470

∴ EK = 1470

ดงนน ทระดบความสง 30 เมตร มพลงงานจลนเทากบ 1470 จล

9

11



3. จากรปปลอยวตถมวล 15 กโลกรม จากจด A วตถเคลอนทถงต าแหนง B ซงเปนต าแหนงต าสด จงหาอตราเรวทต าแหนง A (g=10 m/s2)

วเคราะหโจทย วาดรปแสดงการเคลอนทของวตถ เมอร m = 15 kg , g = 10 m/s2 , hA = 10 m, hB = 0 ตองการหา v

วธท า EA = EB mgh = 1

2mv2

gh = 1

2v2

(10) (0.1) = 1

2v2

∴ v = 1.41 m/s

ดงนน อตราเรวทต าแหนง A เทากบ 1.41 เมตรตอวนาท

10

4. จากรปเปนรางลนหนงในสของวงกลมรศม R เมอปลอยวตถมวล m ใหเคลอนทตามรางลน จากจด A

เมอเคลอนทถงต าแหนงต าสดท B จะมอตราเรวเทาใด

วเคราะหโจทย วาดรปแสดงการเคลอนทของวตถ เมอร m = m , r = R , hA = R , hB = 0 ตองการหา v

วธท า EA = EB mgh = 1

2mv2

g(R) = 1

2v2

∴ v = √2Rg m/s ดงนน เมอเคลอนทถงต าแหนงต าสดท B จะมอตราเรวเทากบ √2Rg เมตรตอวนาท



11

จดประสงค

เพอตรวจสอบหลกการอนรกษพลงงาน

อปกรณการทดลอง

1. ถงทราย จ านวน 1 ถง

2. เครองเคาะสญญาณเวลา จ านวน 1 เครอง

3. แถบกระดาษ จ านวน 1 แถบ

วธการทดลอง

ตงเครองเคาะสญญาณเวลาไวทขอบโตะ ซงอยสงจากพนหองประมาณ 1 เมตร ตดปลายหนงของแถบกระดาษไวกบถงทราย น าอกปลายหนงสอดผานเครองเคาะสญญาณเวลา ดงรป 1 เปดสวตชใหเครองเคาะสญญาณเวลาท างาน แลวปลอยใหถงทรายตกถงพนน าแถบกระดาษทไดมาพจารณา

รป 1 การจดอปกรณเพอศกษาพลงงานกลของถงทราย

ก าหนดจดเรมตนอยท A และเปนจดอางอง ดงนนระดบพลงงานศกยจงเปนศนยและ F อยท

ระดบพลงงานศกยต าสด (เนองจากกระดาษเลอนลง) ใหก าหนดจดอนอก 2 - 3 จดวดความสง ณ จดท

ก าหนด โดยเทยบกบจด A เปน h1, h2... ตามล าดบ หาอตราเรวของถงทราย ณ จดเหลานน น าไป

ค านวณหาพลงงานศกยโนมถวงและพลงงานจลนของถงทราย ณ ต าแหนงตางๆ


12

ตารางบนทกผลการทดลอง

ต าแหนง พลงงานศกย (mgh) (จล)

พลงงานจลน

(𝟏

𝟐𝐦𝐯𝟐) (จล)

พลงงานกล (=พลงงานศกย+พลงงานจลน)

(จล)

a

b

c

d

e

f

ท ากจกรรม วนท............เดอน.............................. พ.ศ. ............

สมาชกในกลม ชนมธยมศกษาป ท 3/......... 1. ………….………………………..……….….……………………….เลขท.....................

2. …….….…………………………..………………………………….เลขท.....................

3. …………………………………..………….……………….……….เลขท.....................

4. ……………..………………………………………………..……….เลขท.....................

5. ……………..………………………………………………..……….เลขท.....................


13

ค าถาม

1. ขอมลทได ณ ต าแหนงตางๆ พลงงานศกยโนมถวง และพลงงานจลนของถงทรายจะเปลยนไปอยางไร

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

2. เมอเปรยบเทยบระหวางสองต าแหนงใดๆ พลงงานศกยโนมถวงของถงทรายทเปลยนไปกบพลงงาน

จลนของถงทรายทเปลยนไปจะเทากนหรอไม

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………….………………

3. ผลบวกของพลงงานศกยโนมถวง และพลงงานจลนของถงทราย ณ ต าแหนงใดๆ เทากนหรอไม

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………….………………

สรปผลการทดลอง

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................



14

จดประสงค

เพอตรวจสอบหลกการอนรกษพลงงาน

อปกรณการทดลอง

1. ถงทราย จ านวน 1 ถง

2. เครองเคาะสญญาณเวลา จ านวน 1 เครอง

3. แถบกระดาษ จ านวน 1 แถบ

วธการทดลอง

ตงเครองเคาะสญญาณเวลาไวทขอบโตะ ซงอยสงจากพนหองประมาณ 1 เมตร ตดปลายหนงของแถบกระดาษไวกบถงทราย น าอกปลายหนงสอดผานเครองเคาะสญญาณเวลา ดงรป 1 เปดสวตชใหเครองเคาะสญญาณเวลาท างาน แลวปลอยใหถงทรายตกถงพนน าแถบกระดาษทไดมาพจารณา

รป 1 การจดอปกรณเพอศกษาพลงงานกลของถงทราย

ก าหนดจดเรมตนอยท A และเปนจดอางอง ดงนนระดบพลงงานศกยจงเปนศนยและ F อยท

ระดบพลงงานศกยต าสด (เนองจากกระดาษเลอนลง) ใหก าหนดจดอนอก 2 - 3 จดวดความสง ณ จดท

ก าหนด โดยเทยบกบจด A เปน h1, h2... ตามล าดบ หาอตราเรวของถงทราย ณ จดเหลานน น าไป

ค านวณหาพลงงานศกยโนมถวงและพลงงานจลนของถงทราย ณ ต าแหนงตางๆ


15

ตารางบนทกผลการทดลอง

ต าแหนง พลงงานศกย (mgh) (จล)

พลงงานจลน

(𝟏

𝟐𝐦𝐯𝟐) (จล)

พลงงานกล (=พลงงานศกย+พลงงานจลน)

(จล)

a

b

c

d

e

f

ผลการทดลองตามการค านวณบนแถบกระดาษของแตกลม

ท ากจกรรม วนท............เดอน.............................. พ.ศ. ............

สมาชกในกลม ชนมธยมศกษาป ท 3/......... 1. ………….………………………..……….….……………………….เลขท.....................

2. …….….…………………………..………………………………….เลขท.....................

3. …………………………………..………….……………….……….เลขท.....................

4. ……………..………………………………………………..……….เลขท.....................

5. ……………..………………………………………………..……….เลขท .....................


16

สรปผลการทดลอง

ถาปลอยวตถจากทสงระดบหนงใหตกแบบอสระ ณ ต าแหนงความสงตาง ๆ

ของการเคลอนท ความเรวของวตถจะเปลยน ท าใหขณะทตกทงพลงงานจลนและ

พลงงานศกยโนมถวงเปลยนแปลงตลอดเวลา แตผลบวกของพลงงานศกยและพลงงาน

จลนของวตถ ซงจะเรยกวา พลงงานกลของวตถ จะมคาคงตวทกขณะ

ค าถาม

1. ขอมลทได ณ ต าแหนงตางๆ พลงงานศกยโนมถวง และพลงงานจลนของถงทรายจะเปลยนไปอยางไร

ตอบ ณ ต าแหนงความสงตาง ๆ ของการเคลอนท ความเรวของวตถจะเปลยน ท าใหขณะทตกทง

พลงงานจลนและพลงงานศกยโนมถวงเปลยนแปลงตลอดเวลา

2. เมอเปรยบเทยบระหวางสองต าแหนงใดๆ พลงงานศกยโนมถวงของถงทรายทเปลยนไปกบพลงงาน

จลนของถงทรายทเปลยนไปจะเทากนหรอไม

ตอบ ไมเทากน

3. ผลบวกของพลงงานศกยโนมถวง และพลงงานจลนของถงทราย ณ ต าแหนงใดๆ เทากนหรอไม

ตอบ ผลบวกของพลงงานศกยและพลงงานจลนของวตถ ณ ต าแหนงใดๆ จะมคาคงตวทกขณะ



17

1. ถาความเรวตนของน าทฉดขนในแนวดงมคาเทากบ 8 เมตร / วนาท จงหาความสงของ

น า ทพงขนไปในอากาศ

วธท า วาดรปจากสงทโจทยก าหนดให

สงทโจทยบอกมา (K)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

สงทโจทยตองการทราบ (W)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


18

วธการแกปญหา (D)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

ขนตอนการแกปญหา (แสดงวธท า)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

ค าตอบทได (L)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………



19

2. ปลอยวตถตกจากทสงจากพน 20 เมตร เมอวตถตกลงมาถงพนดนจะมความเรวก

เมตร/วนาท



………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


20


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


21

3. อดสปรงซงวางอยในแนวราบบนพนราบลนดวยมวล 0.25 kg ท าใหสปรงถกกดเขาไป

10 cm ดงรป หลงจากนนปลอยใหสปรงดดมวลออกไป ความเรวสงสดทมวลนจะมได

คอเทาใด ถาคาสปรงมคาคงตว 100 N/m


0.25 kg

10cm


22


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


23

4. ปลอยวตถมวล 0.5 กโลกรม ใหตกลงบนสปรง โดยปลายบนของสปรงอยต ากวาวตถ 1

เมตร ปรากฏวาเมอวตถตกกระทบสปรง สปรงหดสนทสด 10 เซนตเมตร กอนดดวตถ

กลบ จงหาคานจของสปรง


โจทยบอกมา (K)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………



24


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


25

5. มวล 1 กโลกรม ผกดวยเชอกยาว 2 เมตร เดมอยนง แนวเสนเชอกอยในแนวระดบ แลว

ปลอยลงมาชนสปรงทวางตงในแนวระดบทจดต าสดของเชอกดงรป สปรงจะหดสน

ทสดเทาไร (K = 1000 นวตน/เมตร)


โจทยบอกมา (K)

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………



26


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


27

2. ถาความเรวตนของน าทฉดขนในแนวดงมคาเทากบ 8 เมตร / วนาท จงหาความสงของ

น าทพงขนไปในอากาศ



ทราบ u = 8 m/s , g = 10 m/s2


ความสงของน าทพงขนไปในอากาศ (h)


u=8m/s h

28


จาก Ek = EP

𝟏

𝟐mv2 = mgh


หา h ; จาก Ek = EP

𝟏

𝟐mv2 = mgh

𝟏

𝟐m(8)2 = m(10)h

32 = 10h

∴ h = 3.2 m


ความสงของน าทพงขนไปในอากาศ มคาเทากบ 3.2 เมตร


29

2. ปลอยวตถตกจากทสงจากพน 20 เมตร เมอวตถตกลงมาถงพนดนจะมความเรวก

เมตร/วนาท



ทราบ h = 20 m , g = 10 m/s2


ความเรววตถตกลงมาถงพนดน (v)


20 m

v=?

30


จาก EP = Ek

mgh = 𝟏

𝟐mv2


หา v ; จาก EP = Ek

mgh = 𝟏

𝟐mv2

m(10)(20) = 𝟏

𝟐m(v)2

200 = 𝟏

𝟐(v)2

v = 400

∴ v = 20 m/s


ความเรววตถตกลงมาถงพนดนมคาเทากบ 20 เมตร/วนาท


31

3. อดสปรงซงวางอยในแนวราบบนพนราบลนดวยมวล 0.25 kg ท าใหสปรงถกกดเขาไป

10 cm ดงรป หลงจากนนปลอยใหสปรงดดมวลออกไป ความเรวสงสดทมวลนจะมได

คอเทาใด ถาคาสปรงมคาคงตว 100 N/m


0.25 kg

10 cm

10 cm

V1=0

V2

แนวสมดล 1

2



32


ทราบ v1 = 0 , k = 100 N/m , m = 0.25 kg , x = 0.1 m


ตองการหา v2


∑ E1 = ∑ E2


จากกฎการอนรกษพลงงาน ; ∑ E1 = ∑ E2

𝟏

𝟐m𝐯𝟏

𝟐 + mgh1 + 𝟏

𝟐k𝐱𝟏

𝟐 = 𝟏

𝟐m𝐯𝟐

𝟐 + mgh2 + 𝟏

𝟐k𝐱𝟐

𝟐

0 + 0 + 𝟏

𝟐(100)(0.1)2 =

𝟏

𝟐(0.25)𝐯𝟐

𝟐 + 0 + 0

จะได v2 = 2 m/s


ความเรวสงสดทมวลนจะไดเทากบ 2 เมตร/วนาท


33

5. ปลอยวตถมวล 0.5 กโลกรม ใหตกลงบนสปรง โดยปลายบนของสปรงอยต ากวาวตถ 1

เมตร ปรากฏวาเมอวตถตกกระทบสปรง สปรงหดสนทสด 10 เซนตเมตร กอนดดวตถ

กลบ จงหาคานจของสปรง



ทราบ s = 0.1 m , m = 0.5 kg , h = 1.1 m


ตองการหาคานจของสปรง k


34


จาก Ep โนมถวงท A = Ep ยดหยนท B


จาก Ep โนมถวงท A = Ep ยดหยนท B

mgh = 𝟏

𝟐ks2

k = 𝟐𝐦𝐠𝐡

𝐬𝟐

= 𝟐×𝟎.𝟓×𝟏𝟎×𝟏.𝟏

(𝟎.𝟏)𝟐

∴ k = 1,100 N/m


คานจของสปรงมคาเทากบ 1,100 นวตน/เมตร



35

5. มวล 1 กโลกรม ผกดวยเชอกยาว 2 เมตร เดมอยนง แนวเสนเชอกอยในแนวระดบ แลว

ปลอยลงมาชนสปรงทวางตงในแนวระดบทจดต าสดของเชอกดงรป สปรงจะหดสน

ทสดเทาไร (K = 1000 นวตน/เมตร)



ทราบ k = 1,000 N/m , m = 1 kg , h = 2 m


ตองการหาระยะสปรงหดสนทสด



36

40


จาก Ep(A) Ek(B) Ep สปรง

Ep(A) = Ep สปรง


จาก Ep(A) = Ep สปรง

mgh = 𝟏

𝟐ks2

s2 = 𝟐𝐦𝐠𝐡

𝐤

= 𝟐×𝟏×𝟏𝟎×𝟐

𝟏,𝟎𝟎𝟎

∴ s = 0.2 m


สปรงจะหดสนทสด 0.2 เมตร


37

ค าชแจง แบบทดสอบมจ านวน 10 ขอ จ านวน 10 คะแนน เวลาสอบ 15 นาท

ค าสง ใหนกเรยนท าเครองหมาย X ลงบนตวเลอกทถกตองทสดเพยงขอเดยว

1. เสาชงชาสง 20 เมตร ถาแกวงชงชาขนจนถง 90° อตราเรวของชงชาตอนผานจดต าสดจะเปนกกโลเมตรตอชวโมง

ก. 10 ข. 20 ค. 36 ง. 72 2. ปลอยวตถตกจากทสงจากพน 20 เมตร เมอวตถตกลงมาถงพนดนจะมความเรวเทาใด

ก. 10 m/s ข. 15 m/s ค. 20 m/s ง. 36 m/s 3. เมลดพชถกนกปลอยใหตกจากทสงจากพน 80 เมตร เมอตกลงมาถงพนดนจะมความเรว

กกโลเมตรตอชวโมง

ก. 122 ข. 144 ค. 156 ง. 172 4. รถทดลองมวล 0.5 กโลกรม วงดวยอตราเรว 2.0 เมตรตอวนาท บนพนราบเขาชน สปรงอนหนงซงมปลาย

ขางหนงยดตดกบผนงและมคาคงตวสปรง 200 นวตนตอเมตรสปรงจะหดตวเทาใดในจงหวะทมวลอตราเรวลงเปนศนยพอด

ก. 10 cm ข. 20 cm ค. 30 cm ง. 40 cm 5. วตถมวล 2 กโลกรม เคลอนทบนพนราบลนดวยอตราเรว 2 เมตร/วนาท เขาชนสปรงปรากฏวาสปรงหด

สนมากทสด 10 ซม. คานจของสปรงมคากนวตน/เมตร ก. 200 N/m ข. 400 N/m ค. 600 N/m ง. 800 N/m

6. จากขอ 5 จงหาแรงมากทสดทสปรงกระท าตอวตถ ก. 70 N ข. 80 N ค. 100 N ง. 200 N


38

7. วตถมวล 3 กโลกรม โยนขนไปในอากาศดวยความเรว 20 เมตร/วนาท ณ ทต าแหนงสงสด วตถมพลงงานศกยโนมถวงเทาใด

ก. 400 ข. 500 ค. 600 ง. 700 8. ออกแรง F (ไมจ าเปนตองคงท) กดสปรงใหหดสนเขาไปเปนระยะ x จากจดสมดลของสปรง จะตอง

ท างานเทาไร เมอ k เปนคานจของสปรง

ก. Fx ข. 1

2kx2 ค. kx2 ง.

1

2Fx2

9. หนกอนหนงมมวล 0.7 กโลกรม ตกลงมาจากยอดเขาจนมาถงต าแหนงทสงจากพน 14 เมตร ปรากฏวากอนหนมความเรว 35 เมตร/วนาท อยากทราบวาพลงงานของกอนหน ณ ต าแหนงดงกลาวมคาเทาใด (ก าหนดให g=10 m/s2)

ก. 526.75 ข. 626.0 ค. 726.25 ง. 826.75 10. วตถมวล m ลนไถลตามรางคดโคงซงไมมความเสยดทานโดยไมไถลออกนอกราง ถาขณะเรมตนวตถอย

นงทจด A ซงอยสง 70 เมตร จากพนดนทจด B ซงอยสงจากพน 30 เมตร วตถนจะมอตราเรวกเมตร/วนาท

ก. 17.3 ข. 20.0 ค. 28.2 ง. 400.0


59

39

60

ขอ ก ข ค ง

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



40


41

ประชา ศวเวทกล (2549). แนวขอสอบวชาวทยาศาสตรม.3เขา ม.4 ร.ร.มหดลวทยานสรณและร.ร.

เตรยมอดมศกษา. กรงเทพฯ : ส านกพมพเดอะบคส. ปรชา สวรรณพนจ, นงลกษณ สวรรณพนจ (2537). คมอเตรยมสอบวทยาศาสตร ม.3 เลมรวม

5 – 6. กรงเทพฯ : เทพเนรมตการพมพ. ฝายวชาการส านกพมพดอกหญา (2548). แบบฝกสาระการเรยนรพนฐาน แรงและการเคลอนท

พลงงาน. กรงเทพฯ : ส านกพมพดอกหญาวชาการ. พ.อ.อมดม งามศกดกล, โสมชยา ธนงกล. วทยาศาสตรคดเรว ม.ตน (ม.1-2-3) เลม 2. กรงเทพฯ :

ไซน เซนเตอร. ศกษาธการ,กระทรวง. (2551). หนงสอเรยนรายวชาวทยาศาสตร เลม 1 ชนมธยมศกษาปท 3

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร. กรงเทพฯ : โรงพมพ สกสค. ลาดพราว. สถาบนกวดวชาตวเตอรพอยท (2559). สรปวทยาศาสตร ม.ตน. กรงเทพฯ : กรนไลฟ พรนทตงเฮาส. สงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย , สถาบน (2548). คมอครวชาวทยาศาสตร แรงและการ

เคลอนทพลงงาน. กรงเทพฯ : โรงพมพครสภาลาดพราว. เสยง เชษฐศรพงษ (2551). ตะลยโจทยวทยาศาสตร. กรงเทพฯ : โรงพมพเพมทรกยการพมพ.

Documents

KWDL - kroobannok.com · ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยเทคนิค kwdl เพื่อส่งเสริมผล