36
คํานํา ชุดกิจกรรมการเรียนรูที่เนนการเรียนแบบรวมมือ รายวิชาฟสิกส รหัสวิชา ว31212 กลุมสาระ การเรียนรูวิทยาศาสตรสําหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปที4 หนวยการเรียนรูเรื่อง งานและพลังงาน ชุดที2 เรื่อง พลังงานจลน เปนนวัตกรรมทางการศึกษา ที่จัดทําขึ้นเพื่อพัฒนาการเรียนการสอน และ ยกระดับผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของผูเรียน โดยเปนการจัดกิจกรรมใหผูเรียนไดเรียนรูรวมกัน โดยใช การเรียนรูแบบรวมมือ ซึ่งเปนวิธีหนึ่งที่สงเสริมใหผูเรียน ไดเรียนรูแบบมีสวนรวมซึ่งจะชวยใหผูเรียน ไดรับประสบการณที่สัมพันธกับชีวิตจริงไดรับการฝกฝนทักษะกระบวนการแสวงหาความรู ทักษะการ บันทึกความรู ทักษะการคิด ทักษะการจัดการความรู ทักษะการแสดงออก ทักษะการสรางความรูใหม และทักษะการทํางานเปนกลุโดยเปดโอกาสใหผูเรียนไดเรียนรูดวยตนเอง และมีครูเปนผูสรางโอกาส ทางการเรียนการสอน ผูจัดทําหวังเปนอยางยิ่งวาชุดกิจกรรมการเรียนรูชุดนีจะเปนประโยชนตอการเรียนรูของ ผูเรียน อํานวยความสะดวกและเปนประโยชนตอการจัดการเรียนการสอนของครู และเปนสวนหนึ่งใน การพัฒนาคุณภาพ และมาตรฐานการศึกษา กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร ขอขอบพระคุณคณะผูเชี่ยวชาญ ตลอดจนผูมีสวนเกี่ยวของทุกทานที่ตรวจสอบให ขอเสนอแนะในการปรับปรุง เพื่อการแกไขชุดกิจกรรมการเรียนรูใหมีความสมบูรณอันสงผลใหชุด กิจกรรมการเรียนรูนี้มีประสิทธิภาพ และสําเร็จลุลวงไดดวยดี ไว ณ โอกาสนีนางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ ครูชํานาญการ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

คํานํา

ชุดกิจกรรมการเรียนรูท่ีเนนการเรียนแบบรวมมือ รายวิชาฟสิกส รหัสวิชา ว31212 กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตรสําหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปท่ี 4 หนวยการเรียนรูเรื่อง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 เรื่อง พลังงานจลน เปนนวัตกรรมทางการศึกษา ท่ีจัดทําข้ึนเพ่ือพัฒนาการเรียนการสอน และยกระดับผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของผูเรียน โดยเปนการจัดกิจกรรมใหผูเรียนไดเรียนรูรวมกัน โดยใชการเรียนรูแบบรวมมือ ซ่ึงเปนวิธีหนึ่งท่ีสงเสริมใหผูเรียน ไดเรียนรูแบบมีสวนรวมซ่ึงจะชวยใหผูเรียนไดรับประสบการณท่ีสัมพันธกับชีวิตจริงไดรับการฝกฝนทักษะกระบวนการแสวงหาความรู ทักษะการบันทึกความรู ทักษะการคิด ทักษะการจัดการความรู ทักษะการแสดงออก ทักษะการสรางความรูใหม และทักษะการทํางานเปนกลุม โดยเปดโอกาสใหผูเรียนไดเรียนรูดวยตนเอง และมีครูเปนผูสรางโอกาสทางการเรียนการสอน ผูจัดทําหวังเปนอยางยิ่งวาชุดกิจกรรมการเรียนรูชุดนี้ จะเปนประโยชนตอการเรียนรูของผูเรียน อํานวยความสะดวกและเปนประโยชนตอการจัดการเรียนการสอนของครู และเปนสวนหนึ่งในการพัฒนาคุณภาพ และมาตรฐานการศึกษา กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร ขอขอบพระคุณคณะผู เชี่ยวชาญ ตลอดจนผู มีสวนเ ก่ียวของทุกทานท่ีตรวจสอบใหขอเสนอแนะในการปรับปรุง เพ่ือการแกไขชุดกิจกรรมการเรียนรูใหมีความสมบูรณอันสงผลใหชุดกิจกรรมการเรียนรูนี้มีประสิทธิภาพ และสําเร็จลุลวงไดดวยดี ไว ณ โอกาสนี้

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ

ครูชํานาญการ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

Page 2: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

สารบัญ

เรื่อง หนา

คํานํา…………………………………………………………………………………………………………………………… ก

สารบัญ........................................................................................................................................ ข

ผังมโนทัศน................................................................................................................................. 1

คําชี้แจงเก่ียวกับชุดกิจกรรม....................................................................................................... 2

คําแนะนําในการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูสําหรับครู .................................................................. 3

คําแนะนําในการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูสําหรับผูเรียน............................................................. 4

ผลการเรียนรู สาระสําคัญ จุดประสงคการเรียนรู....................................................................... 5

แบบทดสอบกอนเรียน................................................................................................................ 6

บัตรคําสั่ง....................................................................................................................................

บัตรกิจกรรมท่ี 1.........................................................................................................................

9

10

บัตรเนื้อหา.................................................................................................................................. 15

บัตรกิจกรรมท่ี 2 ........................................................................................................................ 18

บัตรแบบฝกหัด........................................................................................................................... 19

บัตรเฉลยกิจกรรมท่ี 2 .............................................................................................................. 23

บัตรเฉลยแบบฝกหัด................................................................................................................... 25

แบบทดสอบหลังเรียน................................................................................................................. 29

กระดาษคําตอบแบบทดสอบกอนเรียน-หลังเรียน....................................................................... 32

เฉลยแบบทดสอบกอนเรียน-หลังเรียน........................................................................................ 33

บรรณานุกรม.............................................................................................................................. 34

Page 3: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

1 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

งานและพลังงาน

แรงและงาน

พลังงานจลน

พลังงานศักย

กฎการอนุรักษพลังงานกล

กําลัง

เครื่องกล อยางงาย

ผังมโนทัศน

งานและพลังงาน วิชาฟสิกส (ว31212) ช้ันมัธยมศึกษาปท่ี 4

Page 4: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

2 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

1. ชุดกิจกรรมการเรียนรูท่ีเนนกระบวนการเรียนแบบรวมมือ รายวิชาฟสิกส รหัสวิชา ว31212 สําหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปท่ี 4 เรื่อง งานและพลังงาน ประกอบดวยชุดกิจกรรมการเรียนรูจํานวน 6 ชุด ดังนี ้

ชุดท่ี 1 แรงและงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน ชุดท่ี 3 พลังงานศักย ชุดท่ี 4 กฎการอนุรักษพลังงานกล ชุดท่ี 5 กําลัง ชุดท่ี 6 เครื่องกลอยางงาย ชุดกิจกรรมการเรียนรูชุดนี้ เปนชุดท่ี 2 เรื่อง พลังงานจลน ใชประกอบแผนการจัด การเรียนรู รายวิชาฟสิกส รหัสวิชา ว31212 สําหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปท่ี 4 จํานวน 2 แผน ใชเวลา 4 ชั่วโมง

2. สวนประกอบของชุดกิจกรรมการเรียนรูชุดนี้ ประกอบดวย คําชี้แจงเก่ียวกับชุดกิจกรรม คําแนะนําในการใชชุดกิจกรรมสําหรับครู-นักเรียน ผลการเรียนรู, สาระสําคัญ, จุดประสงคการเรียนรู แบบทดสอบกอนเรียน (pre-test), แบบทดสอบหลังเรียน (post-test) บัตรคําสั่ง, บัตรเนื้อหา, บัตรกิจกรรม, บัตรแบบฝกหัด, บัตรเฉลยกิจกรรม, บัตรเฉลยแบบฝกหัด เฉลยแบบทดสอบกอนเรียน-หลังเรียน บรรณานุกรม

3. ผูใชชุดกิจกรรมชุดนี้ ควรศึกษาคําแนะนําในการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูใหเขาใจกอนนําไปใช

คําช้ีแจงเก่ียวกับชุดกิจกรรม

Page 5: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

3 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

คําแนะนําในการใชชุดกิจกรรมการเรียนรู สําหรับครู

1. ศึกษารายละเอียด เก่ียวกับแผนการจัดการเรียนรู เนื้อหาท่ีสอน เอกสารชุดกิจกรรมการเรียนรู และคําชี้แจงตาง ๆ ใหเขาใจ กอนดําเนินกิจกรรมการเรียนรู

2. เตรียมสื่ออุปกรณในการจัดกิจกรรมการเรียนรูใหพรอม และเพียงพอกับนักเรียนในชั้นเรียนแตละกลุม

3. เม่ือมีกิจกรรมใหแบงกลุมนักเรียนเปนกลุม ๆ ละ 4-5 คน จํานวนกลุมข้ึนอยูกับจํานวนนักเรียนในชั้นเรียน โดยคละความสามารถ เกง ปานกลาง และออน ใหมี การเลือกประธาน และเลขานุการกลุม และแบงหนาท่ีความรับผิดชอบ

4. กอนจัดกิจกรรมการเรียนรู ครูควรชี้แจงใหนักเรียนเขาใจบทบาทของตนเอง แนะนําข้ันตอนการใชชุดกิจกรรมการเรียนรู แนวปฏิบัติ ในระหวางการดําเนินกิจกรรม การเรียนรู

5. ใหนักเรียนทําแบบทดสอบกอนเรียน จํานวน 10 ขอ เพ่ือประเมินความรูพ้ืนฐานของนักเรียน

6. หากนักเรียนศึกษาวิธีการปฏิบัติกิจกรรมการเรียนรู ไมเขาใจ ครูควรใหคําแนะนําเพ่ิมเติม

7. เม่ือนักเรียนทํากิจกรรมครบทุกกิจกรรมแลว ใหทําแบบทดสอบหลังเรียน จํานวน 10 ขอ เพ่ือวัดความรูความเขาใจอีกครั้ง แลวตรวจคําตอบ เพ่ือเปรียบเทียบความกาวหนาทางการเรียน

8. การวัดและประเมินผล ประเมินจากแบบทดสอบกอนเรียนและหลังเรียน สังเกตพฤติกรรมการปฏิบัติงาน ประเมินผลการปฏิบัติงาน ตรวจบัตรแบบฝกหัด และคะแนนรวมของกลุม

9. เม่ือสิ้นสุดการปฏิบัติกิจกรรมการเรียนรู ครูใหนักเรียนตรวจสอบ เก็บชุดกิจกรรมการเรียนรู วัสดุ สิ่งของ และอุปกรณ ใหเรียบรอย เพ่ือสะดวกในการใชครั้งตอไป

Page 6: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

4 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

คําแนะนําในการใชชุดกิจกรรมการเรียนรู สําหรับผูเรียน

ชุดกิจกรรมการเรียนรู ท่ีจัดทําข้ึนนี้ มีวัตถุประสงคเพ่ือใหนักเรียนไดเรียนรู โดยเนนการเรียนแบบรวมมือ ซ่ึงนักเรียนจะไดเรียนรูผานกิจกรรมตางๆ ในชุดกิจกรรม เพ่ือใหการศึกษาสัมฤทธิ์ผล และเกิดประโยชนสูงสุด นักเรียนควรปฏิบัติตามคําชี้แจงตอไปนี้

1. ชุดกิจกรรมการเรียนรูชุดท่ี 2 เรื่อง พลังงานจลน ใชเวลา 4 ชั่วโมง 2. นักเรียนแบงกลุม กลุมละ 4-5 คน โดยคละความสามารถ ของนักเรียนเปน 3

ระดับ คือ เกง ปานกลาง และออน เลือกประธาน และเลขานุการ พรอมท้ังให ทุกคน ไดรับผิดชอบหนาท่ีในการดําเนินกิจกรรมในกลุม (แตละกิจกรรมไมซํ้า คนเดิม)

3. อานคําชี้แจง คําแนะนํา ใหเขาใจกอนลงมือศึกษาชุดกิจกรรม

4. ศึกษาผลการเรียนรู สาระสําคัญ และจุดประสงคการเรียนรู 5. ทําแบบทดสอบกอนเรียน จํานวน 10 ขอ เพ่ือประเมินความรูพ้ืนฐานของนักเรียน

6. ปฏิบัติกิจกรรมตามข้ันตอนในชุดกิจกรรมเรียนรู ท่ีเนนกระบวนการเรียน แบบรวมมือโดยเริ่มจากกิจกรรมแรก ไปถึงกิจกรรมสุดทายตามลําดับ และสามารถ ขอคําแนะนําจากครู เม่ือมีปญหาในการปฏิบัติกิจกรรม

7. เม่ือปฏิบัติกิจกรรมตาง ๆ ตามบัตรกิจกรรม และบัตรแบบฝกหัด เสร็จเรียบรอยแลว ใหตรวจสอบคําตอบไดจากบัตรเฉลยกิจกรรม และบัตรเฉลยแบบฝกหัด

8. เม่ือนักเรียนทํากิจกรรม และแบบฝกหัดเสร็จเรียบรอยแลว ใหทําแบบทดสอบ หลังเรียน จํานวน 10 ขอ เพ่ือวัดความรูความเขาใจอีกครั้ง แลวตรวจคําตอบ เพ่ือเปรียบเทียบความกาวหนาทางการเรียน

9. นักเรียนควรศึกษาดวยความเอาใจใส และดําเนินกิจกรรมใหเปนไปตามเวลา ท่ีกําหนด มีความรับผิดชอบและความซ่ือสัตย โดยไมเปดดูเฉลยกอน

Page 7: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

5 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

สาระสําคัญ พลังงานเปนความสามารถในการทํางาน พลังงานจลนเปนพลังงานของวัตถุท่ีกําลังเคลื่อนท่ี พลังงานศักยเปนพลังงานของวัตถุท่ีเก่ียวของกับตําแหนงหรือรูปรางอันเปนผลมาจากแรงท่ีกระทําตอวัตถุนั้น เชน พลังงานศักยโนมถวง พลังงานศักยยืดหยุน งานและพลังงานมีความสัมพันธกัน โดยงานของแรงลัพธเทากับพลังงานจลนของวัตถุท่ีเปลี่ยนไป

จุดประสงคการเรียนรู 1. อธิบายความหมายของพลังงานได 2. อธิบายความหมายของพลังงานจลนและคํานวณหาพลังงานจลนของวัตถุได 3. อธิบายความสัมพันธระหวางงานของแรงลัพธกับพลังงานจลนของวัตถุได

ผลการเรียนรู 1. อธิบายพลังงาน พลังงานจลน พลังงานศักยและความสัมพันธระหวางงาน

และพลังงาน

พลังงานจลน

Page 8: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

6 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

แบบทดสอบกอนเรียน

1. แบบทดสอบชุดนี้มีจํานวน 10 ขอ เปนแบบปรนัยเลือกตอบ มี 4 ตัวเลือก 2. ใหนักเรียนเลือกคําตอบท่ีถูกตองท่ีสุด ลงในกระดาษคําตอบ 3. กําหนดใหความเรงเนื่องจากแรงโนมถวงของโลก g = 10 m/s2

1. รถยนตหนัก 2000 กิโลกรัม วิ่งดวยอัตราเร็ว 72 กิโลเมตรตอชั่วโมง พลังงานจลนของรถคันนี้มีคาเทากับก่ีจูล

1. 51.84 x 105 2. 1.00 x 105

3. 2.00 x 105

4. 4.00 x 105

2. วัตถุกอนหนึ่งเดิมมีความเร็ว v ตอมาความเร็วเปลี่ยนเปน 2v อยากทราบวาพลังงานจลนของวัตถุเพ่ิมข้ันหรือลดลงเทาไร

1. ลดลง 12 เทาของตอนแรก

2. ลดลง 14 เทาของตอนแรก

3. เพ่ิมเปน 2 เทาของตอนแรก 4. เพ่ิมเปน 4 เทาของตอนแรก

3. วัตถุกอนหนึ่งเดิมมีความเร็ว v ตอมาเพ่ิมมวลเขาไปอีกเปน 2 เทา ของมวลตอนแรก ถาวัตถุตอนหลังมีความเร็ว v เทาเดิม พลังงานจลนจะเปนเทาไร

1. ลดลง 12 เทาของตอนแรก

2. ลดลง 14 เทาของตอนแรก

3. เพ่ิมเปน 2 เทาของตอนแรก 4. เพ่ิมเปน 4 เทาของตอนแรก

ชุดที่ 2 พลังงงานจลน วิชา ฟสิกส (ว31212) ช้ันมัธยมศึกษาปที่ 4 คะแนนเต็ม 10 คะแนน เวลา 10 นาท ี

คําช้ีแจง

Page 9: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

7 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

4. ขณะท่ีลูกปนมวล 2 กรัม เคลื่อนท่ีดวยความเร็ว 350 เมตรตอวินาที จะมีพลังงานจลนก่ีจูล 1. 0.7 2. 70.0 3. 122.5 4. 175.0

5. ชาตรีท้ิงขวดมวล 0.5 กิโลกรัม จากหลังคาบานซ่ึงสูง 12 เมตร ใหตกอยาง อิสระ ถาขวดตกลงมา

ไดระยะทาง 1 ใน 3 ของทางท้ังหมด จะมีพลังงานจลน ก่ีจูล 1. 10 2. 20 3. 30 4. 40

6. ลูกปนมวล 0.002 กิโลกรัม เคลื่อนท่ีออกจากลํากลองปนซ่ึงยาว 0.80 เมตร ดวยอัตราเร็ว 400

เมตรตอวินาที จงหาพลังงานจลนของลูกปน ในหนวยจูล 1. 80 2. 100 3. 160 4. 320

7. วัตถุมวล 2 กิโลกรัม ตกจากดาดฟาตึกสูง 20 เมตร ขณะกระทบพ้ืนมีพลังงานจลนก่ีจูล 1. 20 2. 40 3. 200 4. 400

8. อนุภาคหนึ่งมีมวล 0.01 กิโลกรัม กําลังเคลื่อนท่ีดวยความเร็ว 20 เมตรตอวินาที มีแรงมากระทําในแนวเดียวกับการเคลื่อนท่ี ทําใหความเรงคงท่ี 6 เมตรตอวินาที2 อยากทราบวาภายใน 10 วินาที อนุภาคนี้มีพลังงานจลนก่ีจูล

1. 8 2. 24 3. 32 4. 36

Page 10: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

8 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

9. วัตถุกอนหนึ่งมีมวล 7 กิโลกรัม วางอยุบนพ้ืนราบเกลี้ยง ตอมาถูกแรง 20 นิวตัน ดันใหเคลื่อนท่ีเปนระยะทาง 10 เมตร แลวเปลี่ยนเปนแรง 25 นิวตัน ดันตอไปในแนวเดิม เปนระยะทาง 6 เมตร จงหาพลังงานจลนภายหลังถูกแรงกระทําท้ัง 2 ครั้ง ในหนวยจูล

1. 300 2. 350 3. 425 4. 700

10. รถยนตคันหนึ่งมวล 1,000 กิโลกรัม กําลังแลนดวยอัตราเร็ว 108 กิโลเมตรตอชั่วโมง พอดีเห็นรถชนกันอยูขางหนาจึงเหยียบเบรค ทําใหอัตราเร็วลดลงเหลือ 18 กิโลเมตรตอชั่วโมง ในระยะทาง 50 เมตร จงหางานเนื่องจากพ้ืนถนนในหนวยจูล

1. – 437.5 2. 437.5 3. -5,670 4. 5,670

Page 11: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

9 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

คําช้ีแจง ประธานกลุมอานข้ันตอนการปฏิบัติกิจกรรมใหสมาชิกทราบดังนี้

1. ปฏิบัติกิจกรรมตามบัตรกิจกรรม 2. ใหสมาชิกภายในกลุม แบงกันไปศึกษาเนื้อหา โดยศึกษาและสืบคนขอมูล เรื่อง พลังงานจลน จากบัตรเนื้อหาและแหลงเรียนรูตาง ๆ 3. ตอบคําถามในบัตรแบบฝกหัด 4. ตรวจสอบคําตอบจากบัตรเฉลยแบบฝกหัด

บัตรคําสั่ง ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

Page 12: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

10 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

กิจกรรม การทดลองความสัมพันธระหวางงานกับพลังงานจลน ส่ือ : 1. เครื่องเคาะสัญญาณเวลา จํานวน 1 ชุด 2. หมอแปลงโวลตต่ํา จํานวน 1 ชุด 3. รางไมพรอมแขนราง จํานวน 1 ชุด 4. รถทดลอง จํานวน 1 คัน 5. นอตโลหะ จํานวน 4 ตัว 6. เชือกยาวประมาณ 80 เซนติเมตร จํานวน 1 เสน 7. ไมเมตร จํานวน 1 อัน

1. ใหนักเรียนในกลุมรวมกันทําการทดลองหาความสัมพันธระหวางงานกับพลังงานจลน โดยรวมกันแบงหนาท่ีใหเรียบรอยกอนทําการทดลอง และเม่ือทําการทดลองเสร็จเรียบรอยแลวใหสมาชิกในแตละกลุมนับจํานวนอุปกรณใหครบและนําเก็บท่ีเดิมใหเรียบรอย

3. นักเรียนรวมกันสรุปและอภิปรายผลการทดลอง 4. เตรียมตัวนําเสนอตอเพ่ือนรวมชั้นเรียน

บัตรกิจกรรมท่ี 1 ชุดที่ 2 พลังงานจลน

Page 13: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

11 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

จุดประสงค เพ่ือศึกษาความสัมพันธระหวางงานและพลังงานจลน

วิธีทดลอง 1. ชั่งมวลของรถทดลอง และนอตแตละตัว บันทึกผล 2. จัดเครื่องมือดังรูป โดยใหรถทดลองอยูหางจากรอกประมาณ 60 เซนติเมตร และนอตอยูสูงจากพ้ืนประมาณ 60 เซนติเมตร

3. หนุนรางไมดานท่ีปลอยรถใหสูงข้ึนเล็กนอย เพ่ือชดเชยแรงเสียดทาน 4. ผลักรถเบา ๆ เพ่ือทดสอบวาการชดเชยแรงเสียดทานพอดีหรือไม ถาพอดี รถจะแลนดวยความเร็วคงตัวทดสอบอีกครั้งโดยใชแถบกระดาษติดกับรถทดลองและสอดผานเครื่องเคาะสัญญาณเวลา ผลักรถเบา ๆ ใหเคลื่อนท่ี สังเกตจุดบนแถบกระดาษ ถาจุดบนแถบกระดาษมีชวงจุดสมํ่าเสมอแสดงวาการชดเชยแรงเสียดทานพอดี 5. ทําการทดลองโดยเริ่มจากนอต 1 ตัว ใชแถบกระดาษยาวประมาณ 1 เมตร ติดเขากับรถทดลองแลวสอดผานเครื่องเคาะสัญญาณเวลาซ่ึงวางอยูปลายรางถัดจากรถ ปลอยรถทดลองพรอมท้ังกดสวิตชใหเครื่องเคาะสัญญาณเวลาทํางาน หลังจากนั้นดึงแถบกระดาษออกจากรถทดลอง แลวบันทักจํานวนนอตบนแถบกระดาษ เพ่ือปองกันความสับสน

บัตรกิจกรรม ชุดที่ 2 พลังงานจลน การทดลอง ความสัมพันธระหวางงานกับพลังงานจลน

ภาพประกอบ 2-1 การจัดเครื่องมือสําหรับการทดลอง ท่ีมา : https:// http://www.vcharkarn.com/lesson/1143

Page 14: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

12 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

6. นําแถบกระดาษท่ีไดจากการทดลองมาหาความเร็วสุดทายของรถทดลอง เม่ือเคลื่อนท่ีไดการกระจัด 50 เซนติเมตร โดยการวัดระยะบนแถบกระดาษ จากจุดแรกท่ีเครื่องเคาะสัญญาณเวลาเคาะไปเปนระยะ 50 เซนติเมตร แลวหาความเร็วของรถทดลองท่ีตําแหนงนั้นบันทึกผลลงในตาราง 7. ทําการทดลองซํ้าโดยเพ่ิมนอตเปน 2 , 3 และ 4 ตัว ตามลําดับ พรอมท้ังบันทึกจํานานนอตท่ีใชบนแถบกระดาษของการทดลองแตละครั้ง 8. คํานวณหาขนาดของแรง F ท่ีทําใหรถทดลองเคลื่อนท่ีในการทดลองแตละครั้ง โดยใชสมการ

𝐹 = 𝑚𝑚′

𝑚 + 𝑚′ 𝑔

เม่ือ m เปนมวลของรถทดลอง (kg)

m’ เปนมวลของรถทดลองและนอต (kg) 9. คํานวณหางาน Fs ของการทดลองแตละครั้ง นําขอมูลท่ีไดไปเขียนกราฟระหวาง

งาน 𝐹. 𝑠 กับความเร็วสุดทายของรถทดลองยกกําลังสอง โดยให F. s อยูในแกนตั้งและ อยูในแกนนอน ตารางบันทึกผลการทดลอง

จํานวนนอต (ตัว)

มวลของ นอต (kg)

มวลของ รถ (kg)

ขนาดของแรงดึงรถ

ระยะท่ีรถเคลื่อนท่ี

𝒔 (m)

อัตราเร็วสุดทาย

𝒗 (m/s)

𝒗𝟐 (m/s)2

งานท่ีทําโดยแรง

𝑭

(𝐹. 𝑠 ในหนวย

จูล)

1

2

3

4

Page 15: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

13 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

กราฟระหวาง งาน ( 𝑭. 𝒔) กับ ความเร็วสุดทายของรถทดลองยกกําลังสอง ( )

สรุปผลและอภิปรายผลการทดลอง

Page 16: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

14 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

1. กราฟท่ีไดมีลักษณะอยางไร 2. จากลักษณะของกราฟ สรุปความสัมพันธระหวางงานกับความเร็วสุดทายยกกําลังสองไดอยางไร

3. จากกราฟระหวาง 𝐹. 𝑠 กับ ความชันของกราฟคือคาใด

คําถามหลังการทดลอง

Page 17: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

15 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

พลังงาน คือ ความสามารถในการทํางานได พลังงานเปน ปริมาณสเกลาร พลังงานมีหลายรูปแบบเชน พลังงานความรอน พลังงานไฟฟา พลังงานแสง พลังงานเคมี พลังงานกล เปนตน พลังงานกล คือ พลังงานท่ีเกิดจากการเคลื่อนท่ีของวัตถุ และพลังงานท่ีสะสมในตัววัตถุซ่ึงอาจถูกปลดปลอยออกเปนพลังงานรูปแบบอ่ืนๆ ได พลังงานกลของวัตถุมี 2 รูปแบบไดแก พลังงานจลน และ พลังงานศักย พลังงานจลน คือ พลังงานในวัตถุท่ีกําลังเคลื่อนท่ี หรือมีความเร็ว

จากกราฟระหวางงานของแรงดึงรถกับกําลังสองของความเร็วสุดทาย สรุปไดวางานท่ีทําโดยแรงดึงนี้จะแปรผันตรงกับความเร็วยกกําลังสอง นั่นคือ

𝐹𝑠 𝛼 𝑣2 หรือเขียนไดวา

𝐹𝑠 = 𝑘𝑣2 เม่ือ k คือ คาคงตัวของการแปรผัน

บัตรเน้ือหา 1 ชุดที่ 2 พลังงานจลน

พลังงาน (Energy)

พลังงานจลน (Kinetic Energy)

Page 18: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

16 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

จากกฎการเคลื่อนท่ีขอท่ี 2 ของนิวตัน ขนาดของความเรง a มีคาเทากับ 𝐹𝑚

ในกรณีวัตถุ

เคลื่อนท่ีในแนวตรงเปนระยะทาง s ดวยขนาดความเรง a โดยมีอัตราเร็วตน u และอัตราเร็วสุดทาย v จะมีความสัมพันธตามสมการ

𝑣2 = 𝑢2 + 2𝑎𝑠

เนื่องจากในกรณีนี้ u = 0 และเม่ือแทนคา 𝑎 = 𝐹𝑚

แลวจะได

2 𝐹𝑠𝑚

= 𝑣2

หรือ 𝐹𝑠 = 12𝑚𝑣2

เม่ือ สมการ เทากับ จะได

12𝑚𝑣2 = 𝑘𝑣2

ดังนั้น

𝑘 = 𝑚2

ถาหากการทดลองไมมีความคลาดเคลื่อน ความชันของกราฟจึงมีคาเทากับ ครึ่งหนึ่งของมวลรถทดลอง

จากความสัมพันธในสมการท่ี จะเห็นไดวางาน 𝐹. 𝑠 ท่ีกระทําตอวัตถุ จะทําใหวัตถุท่ี

หยุดนิ่งมีการเคลื่อนท่ีดวยความเร็ว 𝑣 หรือกลาวไดวา งานท่ีกระทําตอวัตถุจะทําใหวัตถุมีพลังงานจลน

ซ่ึงมีคาเทากับ 12𝑚𝑣2

เราสามารถหาขนาดของพลังงานจลนไดจาก

เม่ือ เม่ือ 𝐸𝑘 คือ พลังงานจลน (จูล หรือ กิโลกรัม เมตร2ตอวินาที2 หรือ นิวตันเมตร)

𝑚 คือ มวล (กิโลกรัม)

𝑣 คือ ความเร็วของวัตถุ ( เมตร/วินาที )

𝐸𝑘 = 12𝑚𝑣

2

Page 19: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

17 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

จากการศึกษางานของแรงลัพธท่ีกระทําตอวัตถุท่ีอยูนิ่งมีการเคลื่อนท่ี นั่นคือ ทําใหวัตถุมีพลังงานจลน แตถาวัตถุมีการเคลื่อนท่ี หรือมีพลังงานจลนอยูแลว งานของแรงลัพธท่ีไมเปนศูนยท่ีกระทําตอวัตถุจะทําใหพลังงานจลนของวัตถุเปลี่ยนไป เนื่องจากแรงลัพธเปนแรงคงตัว ดังนั้นความเรงจึงมีคาคงตัวดวย จากสมการ

𝑣2 = 𝑢2 + 2𝑎𝑠

𝑣2 − 𝑢2 = 2𝑎𝑠

แทน 𝑎 ดวย 𝐹𝑚

จะได

𝑣2 − 𝑢2 = 2 𝐹𝑚𝑠

12𝑚𝑣2 − 1

2𝑚𝑢2 = 𝐹𝑠

𝐸𝑘2 − 𝐸𝑘1 = 𝑊 เขียนใหมไดเปน

เม่ือ 𝑊 คือ งานของแรงลัพธคงตัวท่ีไมเปนศูนย

𝐸𝑘1 = 12𝑚𝑢2 คือ พลังงานจลนของวัตถุขณะมีความเร็วตน

𝐸𝑘2 = 12𝑚𝑣2 คือ พลังงานจลนของวัตถุขณะมีความเร็วปลาย

∆𝐸𝑘 คือ พลังงานจลนของวัตถุท่ีเปลี่ยนไป

งานกับการเปล่ียนแปลงพลังงานจลนของวัตถุ

𝑊 = 𝐸𝑘2 − 𝐸𝑘1 = ∆𝐸𝑘

สรุปไดวา “งานเนื่องจากแรงลัพธท่ีไมเปนศูนยกระทําตอวัตถุจะเทากับพลังงานจลนของวัตถุท่ีเปล่ียนไป เรียกวา ทฤษฎีบทงานและพลังงาน (work – energy theorem )”

Page 20: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

18 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

กิจกรรมท่ี 1 วิเคราะหสถานการณ สื่อ : 1. บัตรแบบฝกหัดชุดท่ี 1 2. บัตรเฉลยแบบฝกหัดชุดท่ี 1 1. ใหนักเรียนแลกเปลี่ยนเรียนรูจากความรูท่ีไดไปศึกษามาจากบัตรเนื้อหาท่ีกําหนดให 2. ตอบคําถามและทําแบบฝกหัดในบัตรแบบฝกหัดท่ี 1 กําหนดให โดย - คิดหาคําตอบดวยตนเองกอน - นําคําตอบไปอภิปรายกับเพ่ือนเปนคู - นําคําตอบของตนหรือของเพ่ือนท่ีเปนคูเลาใหเพ่ือน ๆ ในกลุมฟง - นําคําตอบของเพ่ือน ๆ ในกลุมเลาใหเพ่ือน ๆ ท้ังชั้นฟง 3. ตรวจคําตอบกับบัตรเฉลยแบบฝกหัดชุดท่ี 1

บัตรกิจกรรมท่ี 2 ชุดท่ี 1 พลังงานจลน

Page 21: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

19 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

คําช้ีแจง จงตอบคําถามและแสดงวิธีทําใหถูกตอง 1. งานและพลังงานจลนสัมพันธกันอยางไร จงอธิบาย ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 2. ถามีแรงมากระทําตอวัตถุในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนท่ีของวัตถุ พลังงานจลนของวัตถุจะ

เปลี่ยนแปลงหรือไม อยางไร ในทางกลับกัน ถาแรงนั้นมีทิศทางตรงขาม พลังงานจลนของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงหรือไม อยางไร

............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 3. รถยนตมวล 800 กิโลกรัม ขณะแลนดวยความเร็ว 72 กิโลเมตรตอชั่วโมง คนขับใชหามลอหลังจาก

ใชหามลอรถเคลื่อนท่ีตอไปอีก 10 เมตร จึงหยุดนิ่ง งานเนื่องจากแรงตานท่ีทําใหรถหยุดมีคาเทาใดในหนวยกิโลจูล

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

บัตรแบบฝกหัด ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

Page 22: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

20 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

4. อิเล็กตรอนมีมวล 9.1 × 10-31 กิโลกรัม จงหาพลังงานจลนของอิเล็กตรอน 1 ตัว ซ่ึงเคลื่อนท่ีดวย

อัตราเร็ว 2.0 × 105 เมตรตอวินาที จะตองใชอิเล็กตรอนท่ีมีอัตราเร็วขนาดนี้ก่ีตัวจึงจะมีพลังงานจลน เปน 1 จูล

............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 5. ลูกปนมวล 2.0 กรัม เคลื่อนท่ีดวยอัตราเร็ว 300 เมตรตอวินาที ไปกระทบเปาซ่ึงเปนตนไมใหญ

ลูกปนจมลงไปในเนื้อไมลึก 5.0 เซนติเมตร จงหาวาแรงเฉลี่ยของลูกปนท่ีกระทําตอเนื้อไม และงานท่ีลูกปนทําในการเคลื่อนท่ีเขาไปในเนื้อไมในหนวยจูล

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

Page 23: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

21 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

6. ลิฟตมวล 2,000 กิโลกรัม เคลื่อนท่ีข้ึนจากสภาพนิ่งดวยความเรงคงตัว 4 เมตรตอวินาที2 พลังงานจลนของลิฟตหลังจากท่ีเคลื่อนท่ีจากเริ่มตนเปนเวลา 3 วินาที มีคาเทาใดในหนวยจูล

............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 7. กราฟแสดงแรงขนาดตาง ๆ ท่ีกระทําตอวัตถุมวล 2.0 กิโลกรัมซ่ึงเดิมอยูนิ่ง

จงหา ก. งานในการเคลื่อนท่ีวัตถุไปเปนระยะทาง 2.5 เมตร ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ข. ความเร็วของวัตถุหลังจากเคลื่อนท่ีได 2.5 เมตร

Page 24: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

22 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ง. พลังงานจลนของวัตถุหลังจากเคลื่อนท่ีได 4.0 เมตร ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

Page 25: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

23 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

แนวทางการวิเคราะห ผลการทดลอง

ตารางบันทึกผลการทดลอง 1. กราฟท่ีไดมีลักษณะอยางไร แนวคําตอบ งานท่ีทําโดยแรงดึงรถทดลองเปนสัดสวนตรงกับอัตราเร็วของรถยกกําลังสอง

เขียนไดวา 𝐹𝑠 𝛼 𝑣2

𝐹𝑠 = 𝑘𝑣2 2. จากลักษณะของกราฟ สรุปความสัมพันธระหวางงานกับความเร็วสุดทายยกกําลังสองไดอยางไร

แนวคําตอบ ความชันของกราฟ k มีคาคงตัว เทากับครึ่งหนึ่งของมวลรถ ดังนั้น 𝑘 = 𝑚2

บัตรเฉลยกิจกรรม ชุดที่ 2 พลังงานจลน

จํานวนนอต (ตัว)

มวลของ นอต (kg)

มวลของ รถ (kg)

ขนาดของแรงดึงรถ

ระยะท่ีรถเคลื่อนท่ี

𝒔 (m)

อัตราเร็วสุดทาย

𝒗 (m/s)

𝒗𝟐 (m/s)2

งานท่ีทําโดยแรง

𝑭

(𝐹. 𝑠 ในหนวย

จูล)

1 0.018 0.50 0.17 0.50 0.60 0.36 0.09

2 0.036 0.50 0.34 0.50 0.84 0.70 0.17

3 0.054 0.50 0.49 0.50 0.96 0.93 0.24

4 0.072 0.50 0.63 0.50 1.10 1.21 0.32

คําถามหลังการทดลอง

Page 26: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

24 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

3. จากกราฟระหวาง Fs กับ ความชันของกราฟคือคาใด แนวคําตอบ งานท่ีเกิดจากแรงดึงรถทดลอง เทากับพลังงานจลนของรถทดลอง และ

เทากับ 12𝑚𝑣2 หรือ 𝐹𝑠 = 1

2𝑚𝑣2

Page 27: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

25 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

แนวคําตอบ 1. งานและพลังงานจลนสัมพันธกันอยางไร จงอธิบาย เม่ือมีแรงมากระทําตอวัตถุ จะทําใหวัตถุเคลื่อนท่ี งานของแรงดังกลาวทําใหวัตถุมีพลังงานจลน

ถาเริ่มตนวัตถุอยูนิ่งบนพ้ืนท่ีไมมีแรงเสียดทาน งานของแรงท่ีทําใหวัตถุเคลื่อนท่ีจะเทากับพลังงานจลนของวัตถุ หรือ W = Ek แตถาเริ่มตน วัตถุมีความเร็วคาหนึ่ง งานจะเทากับพลังงานจลนของวัตถุท่ีเปลี่ยนไป W = ∆Ek

2. ถามีแรงมากระทําตอวัตถุในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนท่ีของวัตถุ พลังงานจลนของวัตถุจะ

เปลี่ยนแปลงหรือไม อยางไร ในทางกลับกัน ถาแรงนั้นมีทิศทาตรงขาม พลังงานจลนของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงหรือไม อยางไร

เม่ือมีแรงมากระทําตอวัตถุในทิศทางเดียวกันกับการเคลื่อนท่ีของวัตถุจะทําใหวัตถุมีความเร็ว เพ่ิมข้ึน ดังนั้นพลังงานจลนของวัตถุจะเพ่ิมข้ึน ในทางกลับกัน ถาแรงท่ีกระทําตอวัตถุมีทิศ

ทางตรงขามจะทําใหวตัถุมีความเร็วลดลง ดังนั้นพลังงานจลนของวัตถุจะลดลง 3. รถยนตมวล 800 กิโลกรัม ขณะแลนดวยความเร็ว 72 กิโลเมตรตอชั่วโมง คนขับใชหามลอหลังจาก

ใชหามลอรถเคลื่อนท่ีตอไปอีก 10 เมตร จึงหยุดนิ่ง งานเนื่องจากแรงตานท่ีทําใหรถหยุดมีคาเทาใดในหนวยกิโลจูล

ความเร็วตน u = 72 km/h = 20 m/s ความเร็วปลาย v = 0 m/s การกระจัดของรถ s = 10 m งานเนื่องจากแรงตานท่ีทําใหรถหยุด 𝑊 = ∆𝐸𝑘

𝑊 = 12𝑚𝑣2 −

12𝑚𝑢2

𝑊 = 12𝑚(𝑣2 − 𝑢2)

𝑊 = 12

(800 𝑘𝑔)((0 𝑚/𝑠)2 − (20𝑚/𝑠)2)

𝑊 = −160 × 103 J ตอบ งานเนื่องจากแรงตานท่ีทําใหรถหยุดเทากับ -160 กิโลจูล

บัตรเฉลยแบบฝกหัด ชุดที่ 2 พลังงานจลน

Page 28: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

26 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

4. อิเล็กตรอนมีมวล 9.1 × 10-31 กิโลกรัม จงหาพลังงานจลนของอิเล็กตรอน 1 ตัว ซ่ึงเคลื่อนท่ีดวย

อัตราเร็ว 2.0 × 105 เมตรตอวินาที จะตองใชอิเล็กตรอนท่ีมีอัตราเร็วขนาดนี้ก่ีตัวจึงจะมีพลังงานจลน เปน 1 จูล

จาก 𝐸𝑘 = 12𝑚𝑣2

𝐸𝑘 = 12

(9.1 × 10−31𝑘𝑔)(2 × 105 𝑚/𝑠)2

𝐸𝑘 = 1.8 × 10−18𝐽 ถาตองการใหพลังงานจลนเปน 1 จูล จะตองใชอิเล็กตรอนเทากับ

1

1.8×10−18 ตัว = 5.5 x 1017 ตัว

ตอบ พลงังานจลนเทากับ 1.8 x 10-18 จูล และจะตองใชอิเล็กตรอนเทากับ 5.5 x 1017 ตัว 5. ลูกปนมวล 2.0 กรัม เคลื่อนท่ีดวยอัตราเร็ว 300 เมตรตอวินาที ไปกระทบเปาซ่ึงเปนตนไมใหญ

ลูกปนจมลงไปในเนื้อไมลึก 5.0 เซนติเมตร จงหาวาแรงเฉลี่ยของลูกปนท่ีกระทําตอเนื้อไม และงานท่ีลูกปนทําในการเคลื่อนท่ีเขาไปในเนื้อไมในหนวยจูล

เม่ือลูกปนกระทบไม และจมลึกลงไปในเนื้อไม งานของแรงท่ีลูกปนกระทํากับเนื้อไม จะ

เทากับพลังงานจลนของลูกปน

จาก 𝐸𝑘 = 12𝑚𝑣2

𝐸𝑘 = 12

(2.0 × 10−3𝑘𝑔)(300 𝑚/𝑠)2

𝐸𝑘 = 90 𝐽 งานของแรงท่ีลูกปนกระทํากับเนื้อไม 𝑊 = 𝐹𝑠

𝐹 = 𝑊𝑠

= 90 𝐽5.0×10−2

= 1800 𝑁

ตอบ แรงเฉลี่ยท่ีลูกปนกระทํากับเนื้อไม เทากับ 1800 นิวตัน และงานท่ีลูกปนกระทํากับเนื้อไม เทากับ 90 จูล

Page 29: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

27 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

6. ลิฟตมวล 2,000 กิโลกรัม เคลื่อนท่ีข้ึนจากสภาพนิ่งดวยความเรงคงตัว 4 เมตรตอวินาที2 พลังงาน

จลนของลิฟตหลังจากท่ีเคลื่อนท่ีจากเริ่มตนเปนเวลา 3 วินาที มีคาเทาใดในหนวยจูล หลังจากลิฟตเคลื่อนท่ีจากเริ่มตนเปนเวลา 3 วินาที ลิฟตมีความเร็ว v

ซ่ึงหาได จากสมการ 𝑣 = 𝑢 + 𝑎𝑡 𝑣 = 0 + �4 𝑚

𝑠2� (3 𝑠) = 12 𝑚/𝑠

พลังงานจลนของลิฟต 𝐸𝑘 = 12𝑚𝑣2

𝐸𝑘 = 12

(2000 𝑘𝑔) �12𝑚𝑠�2

= 1.44 × 105 𝐽 ตอบ พลังงานจลนของลิฟต เทากับ 1.44 x 105 จูล 7. กราฟแสดงแรงขนาดตาง ๆ ท่ีกระทําตอวัตถุมวล 2.0 กิโลกรัมซ่ึงเดิมอยูนิ่ง

จงหา ก. งานในการเคลื่อนท่ีวัตถุไปเปนระยะทาง 2.5 เมตร พ้ืนท่ีใตกราฟ ระหวางแรงและระยะทาง คือ งานในการเคลื่อนท่ีวัตถุ

ดังนั้น งานในการเคลื่อนท่ีวัตถุ = 12(40 N)(1 m + 2 m) = 70 J

ตอบ งานในการเคลื่อนท่ีวัตถุไปเปนระยะทาง 2.5 เมตร เทากับ 70 จูล ข. ความเร็วของวัตถุหลังจากเคลื่อนท่ีได 2.5 เมตร . งานในการเคลื่อนท่ีวัตถุไปเปนระยะทาง 2.5 เมตร = พลังงานจลนของวัตถุ หรือ

𝑊 = 12𝑚𝑣2

70 𝐽 = 12

(2.0 𝑘𝑔)𝑣2

𝑣 = 8.37 m/s ตอบ ความเร็วของวัตถุหลังจากเคลื่อนท่ีได 2.5 เมตร เทากับ 8.37 เมตรตอวินาที

Page 30: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

28 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

ง. พลังงานจลนของวัตถุหลังจากเคลื่อนท่ีได 4.0 เมตร ในชวง 2.5 m ถึง 4 m แรงกระทําตอวัตถุเปนศูนย นั่นคือพลังงานจลนของวัตถุไม

เพ่ิมข้ึนในชวงนี้ พลังงานจลนของวัตถุเทากับ งานท่ีทําในชวงเคลื่อนท่ี 2.5 m หรือ

𝐸𝑘 = 𝑊 = 70 𝐽 ตอบ พลังงานจลนของวัตถุหลังจากเคลื่อนท่ีได 4.0 เมตร เทากับ 70 จูล

Page 31: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

29 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

แบบทดสอบหลังเรียน

1. แบบทดสอบชุดนี้มีจํานวน 10 ขอ เปนแบบปรนัยเลือกตอบ มี 4 ตัวเลือก 2. ใหนักเรียนเลือกคําตอบท่ีถูกตองท่ีสุด ลงในกระดาษคําตอบ 3. กําหนดใหความเรงเนื่องจากแรงโนมถวงของโลก g = 10 m/s2

1. รถยนตหนัก 2000 กิโลกรัม วิ่งดวยอัตราเร็ว 72 กิโลเมตรตอชั่วโมง พลังงานจลนของรถคันนี้มีคาเทากับก่ีจูล

1. 51.84 x 105 2. 1.00 x 105

3. 2.00 x 105

4. 4.00 x 105

2. วัตถุกอนหนึ่งเดิมมีความเร็ว v ตอมาความเร็วเปลี่ยนเปน 2v อยากทราบวาพลังงานจลนของวัตถุเพ่ิมข้ันหรือลดลงเทาไร

1. ลดลง 12 เทาของตอนแรก

2. ลดลง 14 เทาของตอนแรก

3. เพ่ิมเปน 2 เทาของตอนแรก 4. เพ่ิมเปน 4 เทาของตอนแรก

3. วัตถุกอนหนึ่งเดิมมีความเร็ว v ตอมาเพ่ิมมวลเขาไปอีกเปน 2 เทา ของมวลตอนแรก ถาวัตถุตอนหลังมีความเร็ว v เทาเดิม พลังงานจลนจะเปนเทาไร

1. ลดลง 12 เทาของตอนแรก

2. ลดลง 14 เทาของตอนแรก

3. เพ่ิมเปน 2 เทาของตอนแรก 4. เพ่ิมเปน 4 เทาของตอนแรก

ชุดที่ 2 พลังงานจลน วิชา ฟสิกส (ว31212) ช้ันมัธยมศึกษาปที่ 4 คะแนนเต็ม 10 คะแนน เวลา 10 นาท ี

คําช้ีแจง

Page 32: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

30 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

4. ขณะท่ีลูกปนมวล 2 กรัม เคลื่อนท่ีดวยความเร็ว 350 เมตรตอวินาที จะมีพลังงานจลนก่ีจูล 1. 0.7 2. 70.0 3. 122.5 4. 175.0

5. ชาตรีท้ิงขวดมวล 0.5 กิโลกรัม จากหลังคาบานซ่ึงสูง 12 เมตร ใหตกอยาง อิสระ ถาขวดตกลงมา

ไดระยะทาง 1 ใน 3 ของทางท้ังหมด จะมีพลังงานจลน ก่ีจูล 1. 10 2. 20 3. 30 4. 40

6. ลูกปนมวล 0.002 กิโลกรัม เคลื่อนท่ีออกจากลํากลองปนซ่ึงยาว 0.80 เมตร ดวยอัตราเร็ว 400

เมตรตอวินาที จงหาพลังงานจลนของลูกปน ในหนวยจูล 1. 80 2. 100 3. 160 4. 320

7. วัตถุมวล 2 กิโลกรัม ตกจากดาดฟาตึกสูง 20 เมตร ขณะกระทบพ้ืนมีพลังงานจลนก่ีจูล 1. 20 2. 40 3. 200 4. 400

8. อนุภาคหนึ่งมีมวล 0.01 กิโลกรัม กําลังเคลื่อนท่ีดวยความเร็ว 20 เมตรตอวินาที มีแรงมากระทําในแนวเดียวกับการเคลื่อนท่ี ทําใหความเรงคงท่ี 6 เมตรตอวินาที2 อยากทราบวาภายใน 10 วินาที อนุภาคนี้มีพลังงานจลนก่ีจูล

1. 8 2. 24 3. 32 4. 36

Page 33: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

31 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

9. วัตถุกอนหนึ่งมีมวล 7 กิโลกรัม วางอยุบนพ้ืนราบเกลี้ยง ตอมาถูกแรง 20 นิวตัน ดันใหเคลื่อนท่ีเปนระยะทาง 10 เมตร แลวเปลี่ยนเปนแรง 25 นิวตัน ดันตอไปในแนวเดิม เปนระยะทาง 6 เมตร จงหาพลังงานจลนภายหลังถูกแรงกระทําท้ัง 2 ครั้ง ในหนวยจูล

1. 300 2. 350 3. 425 4. 700

10. รถยนตคันหนึ่งมวล 1,000 กิโลกรัม กําลังแลนดวยอัตราเร็ว 108 กิโลเมตรตอชั่วโมง พอดีเห็นรถชนกันอยูขางหนาจึงเหยียบเบรค ทําใหอัตราเร็วลดลงเหลือ 18 กิโลเมตรตอชั่วโมง ในระยะทาง 50 เมตร จงหางานเนื่องจากพ้ืนถนนในหนวยจูล

1. – 437.5 2. 437.5 3. -5,670 4. 5,670

Page 34: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

32 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

ช่ือ-สกุล ................................................................................. เลขท่ี............. ม.4/........

กระดาษคําตอบ แบบทดสอบกอนเรียน-หลังเรียน

แบบทดสอบกอนเรียน ขอ 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

คะแนนรวม

แบบทดสอบหลังเรียน ขอ 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

คะแนนรวม

Page 35: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

33 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

เฉลยแบบทดสอบ กอนเรียน-หลังเรียน

เฉลยแบบทดสอบกอนเรียน ขอ คําตอบ 1 4 2 4 3 3 4 3 5 2 6 3 7 4 8 3 9 2 10 1

เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน ขอ คําตอบ 1 3 2 4 3 3 4 2 5 1 6 4 7 4 8 3 9 3 10 2

Page 36: samsenwit.ac.th - คํานํา...นางกฤษฎาภรณ ธ ระวงศ โรงเร ยนสามเสนว ทยาล ย ช ดก จกรรมการเร

นางกฤษฎาภรณ ธีระวงศ โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

34 ชุดกิจกรรมการเรียนรู เร่ือง งานและพลังงาน ชุดท่ี 2 พลังงานจลน

บรรณานุกรม ชวง ทมทิตชงค. คูมือเตรียมสอบฟสิกส ม.4-5-6. กรุงเทพฯ : ไทเนรมิตกิต อินเตอรโปรแกรสซิฟ,

2537. นิรันดร สุวรัตน. คูมือสาระการเรียนรูพ้ืนฐานและเพ่ิมเติมกลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตรฟสิกส ม.

4 เลม 1. กรุงเทพฯ : เพ่ิมทรัพยการพิมพ, 2551. พิมพันธ เดชะคุปต และพเยาว ยินดีสุข. (2551). ทักษะ 5C เพ่ือการพัฒนาหนวยการเรียนรูและ การจัดการสอนแบบบูรณาการ. กรุงเทพฯ: โรงพิมพแหงจุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย. สถาบันสงเสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ. (2554). คูมือครู รายวิชา เพ่ิมเติม ฟสิกส เลม 2 ช้ันมัธยมศึกษาปท่ี 4-6 กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร. กรุงเทพฯ:โรงพิมพ สกสค. ลาดพราว. สถาบันสงเสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ. (2559). หนังสือเรียน รายวิชาเพ่ิมเติม ฟสิกส เลม 2 ช้ันมัธยมศึกษาปท่ี 4-6 กลุมสาระการเรียนรูวิทยาศาสตร.

กรุงเทพฯ: โรงพิมพ สกสค. ลาดพราว. เทคโนโลยีเพ่ือการเรียนการสอน, สํานัก.2557. งานและพลังงาน (ออนไลน). แหลงท่ีมา :

http://www.cpn1.go.th/media/thonburu/lesson/04_WorkEnergy/index.html. 25 มีนาคม 2559.

สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาข้ันพ้ืนฐาน และคณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย. 2556. โครงการจัดทําส่ือการสอนวิทยาศาสตรและคณิตศาสตร. (ออนไลน). แหลงท่ีมา : http//www.scicoursewarechula.com. 15 มีนาคม 2559.