แผนการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ 2...

สาระและมาตรฐานการเรยนร

สาระการเรยนรวทยาศาสตร

มาตรฐานการเรยนรกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร เปนขอกาหนดคณภาพของ

ผเรยนดานความร ความคด ทกษะ กระบวนการเรยนร คณธรรม จรยธรรม และคานยม ซงเปน

จดมงหมายทจะพฒนาผเรยนใหมคณลกษณะอนพงประสงค ประกอบดวย มาตรฐานการเรยนร

การศกษา ขนพนฐาน สาหรบนกเรยนทกคนเมอจบการศกษาขนพนฐาน และมาตรฐานการเรยนรชวง

ชน สาหรบนกเรยนทกคนเมอจบการศกษาในแตละชวงชน

มาตรฐานการเรยนรการศกษาขนพนฐานของกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร มดงน

สาระท 1 สงมชวตกบกระบวนการดารงชวต

มาตรฐาน ว 1.1 เขาใจหนวยพนฐานของสงมชวต ความสมพนธของโครงสราง และหนาทของ

ระบบตางๆ ของสงมชวตททางานสมพนธกน มกระบวนการสบเสาะหาความร

สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชในการดารงชวตของตนเองและดแลสงมชวต

มาตรฐาน ว 1.2 เขาใจกระบวนการและความสาคญของการถายทอดลกษณะทางพนธกรรม

ววฒนาการของสงมชวต ความหลากหลายทางชวภาพ การใชเทคโนโลยชวภาพทม

ผลกระทบตอมนษยและสงแวดลอม มกระบวนการสบเสาะหาความรและจตวทยา

ศาสตร สอสาร สงทเรยนร และนาความรไปใชประโยชน

สาระท 2 ชวตกบสงแวดลอม

มาตรฐาน ว 2.1 เขาใจสงแวดลอมในทองถน ความสมพนธระหวางสงแวดลอมกบสงมชวต

ความสมพนธระหวางสงมชวตตาง ๆ ในระบบนเวศ มกระบวนการสบเสาะ

หาความรและจตวทยาศาสตรสอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

มาตรฐาน ว 2.2 เขาใจความสาคญของทรพยากรธรรมชาต การใชทรพยากรธรรมชาตในระดบ

ทองถน ประเทศ และโลกนาความรไปใชในในการจดการทรพยากรธรรมชาตและ

สงแวดลอมในทองถนอยางยงยน

สาระท 3 สารและสมบตของสาร

มาตรฐาน ว 3.1 เขาใจสมบตของสาร ความสมพนธระหวางสมบตของสารกบโครงสรางและแรง

ยดเหนยวระหวางอนภาค มกระบวนการสบเสาะ หาความรและจตวทยาศาสตร

สอสารสงทเรยนร นาความรไปใชประโยชน

2

มาตรฐาน ว 3.2 เขาใจหลกการและธรรมชาตของการเปลยนแปลงสถานะของสาร การเกด

สารละลาย การเกดปฏกรยา มกระบวนการสบเสาะ หาความรและจตวทยาศาสตร

สอสารสงทเรยนร และนาความรไปใชประโยชน

สาระท 4 แรงและการเคลอนท

มาตรฐาน ว 4.1 เขาใจธรรมชาตของแรงแมเหลกไฟฟา แรงโนมถวง และแรงนวเคลยร

มกระบวนการสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

อยางถกตองและมคณธรรม

มาตรฐาน ว 4.2 เขาใจลกษณะการเคลอนทแบบตางๆ ของวตถในธรรมชาตมกระบวนการ

สบเสาะหาความรและจตวทยาศาสตร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใช

ประโยชน

สาระท 5 พลงงาน

มาตรฐาน ว 5.1 เขาใจความสมพนธระหวางพลงงานกบการดารงชวต การเปลยนรปพลงงาน

ปฏสมพนธระหวางสารและพลงงาน ผลของการใชพลงงานตอชวตและ

สงแวดลอม มกระบวน การสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและ

นาความรไปใชประโยชน

สาระท 6 กระบวนการเปลยนแปลงของโลก

มาตรฐาน ว 6.1 เขาใจกระบวนการตาง ๆ ทเกดขนบนผวโลกและภายในโลก ความสมพนธของ

กระบวนการตาง ๆ ทมผลตอการเปลยนแปลงภมอากาศ ภมประเทศ และสณฐาน

ของโลก มกระบวนการสบเสาะหาความรและจตวทยาศาสตร สอสารสงทเรยนร

และนาความรไปใชประโยชน

สาระท 7 ดาราศาสตรและอวกาศ

มาตรฐาน ว 7.1 เขาใจววฒนาการของระบบสรยะ กาแลกซและเอกภพการปฏสมพนธภายในระบบ

สรยะและผลตอสงมชวตบนโลก มกระบวนการสบเสาะ หาความรและจตวทยา

ศาสตร การสอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

มาตรฐาน ว 7.2 เขาใจความสาคญของเทคโนโลยอวกาศทนามาใชในการสารวจอวกาศและ

ทรพยากรธรรมชาต ดานการเกษตรและการสอสาร มกระบวนการสบเสาะหา

ความรและจตวทยาศาสตร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชนอยางม

คณธรรมตอชวตและสงแวดลอม

3

สาระท 8 ธรรมชาตของวทยาศาสตรและเทคโนโลย

มาตรฐาน ว 8.1 ใชกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตรในการสบเสาะหาความร การ

แกปญหา รวาปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดขนสวนใหญมรปแบบทแนนอน

สามารถอธบายและตรวจสอบได ภายใตขอมลและเครองมอทมอยในชวงเวลา

นนๆ เขาใจวา วทยาศาสตร เทคโนโลย สงคม และสงแวดลอม มความเกยวของ

สมพนธกน

4

มาตรฐานการเรยนรชวงชนท 4 (ม. 4 – 6)

สาระการเรยนรวทยาศาสตร

สาระท 5 พลงงาน

มาตรฐาน ว 5.1 เขาใจความสมพนธระหวางพลงงานกบการดารงชวต การ

เปลยนรปพลงงาน ปฏสมพนธระหวางสารและพลงงาน ผลของการใชพลงงานตอชวตและ

สงแวดลอม มกระบวน การสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

5

แผนการจดการเรยนร (แผนหลก)

รายวชาฟสกส 2 รหสวชา ว30202 กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

โรงเรยนกระแชงวทยา ระดบชนมธยมศกษาปท 4 ภาคเรยนท 2 ปการศกษา 2555

หนวยการเรยนรท 1 เรอง งานและพลงงาน เวลา 12.00 ชวโมง

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

แผนการจดการเรยนร หนวยการเรยนรท 1 เรอง งานและพลงงาน แบงเปนแผนยอย ดงน

แผนยอยท 1 เรอง แรงและงาน เวลา 2 ชวโมง

แผนยอยท 2 เรอง พลงงานจลน เวลา 2 ชวโมง

แผนยอยท 3 เรอง พลงงานศกย เวลา 2 ชวโมง

แผนยอยท 4 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน เวลา 2 ชวโมง

แผนยอยท 5 เรอง กาลง เวลา 2 ชวโมง

แผนยอยท 6 เรอง แหลงพลงงานและการใชพลงงาน เวลา 2 ชวโมง

จดประสงคการเรยนร

1. สบคนขอมล สารวจตรวจสอบและอธบายเกยวกบแรง งาน พลงงานจลน พลงงานศกย

2. อธบายกฎการอนรกษพลงงานและคานวณหาปรมาณทเกยวของกบ งาน พลงงาน และ

กาลง

3. สบคนขอมลและอธบายแหลงของพลงงานและการใชพลงงานประโยชนของเครองกลและ

การนาไปใชในชวตประจาวน

6

แผนการจดการเรยนรท 1



สาระท 5 : พลงงาน หนวยการเรยนรท 1 ชอหนวยยอย แรงและงาน

เวลา 2.00 ชวโม ผสอน ครยพวรรณ ตรรตนวชชา

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

มาตรฐาน ว 5.1 เขาใจความสมพนธระหวางพลงงานกบการดารงชวต การเปลยนแปลงพลงงาน

ปฏสมพนธระหวางสารและพลงงาน ผลของการใชพลงงานตอสงมชวตและสงแวดลอม มกระบวนการ

สบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและนาความรไปใชประโยชน

มาตรฐานการเรยนรชวงชน ม.4-6 สารวจตรวจสอบและอธบายความหมายของงาน พลงงานศกย

โนมถวง พลงงานจลน กฎการอนรกษพลงงานและการนาไปใชประโยชน

สาระการเรยนร

เมอมแรงกระทาตอวตถและการกระจดอยในแนวเดยวกบแรงจะเกดงานของแรงนน งานของ

แรงทกระทาตอวตถหาไดจากผลคณของแรงกบการกระจดในแนวแรง และอาจหาไดจากพนทใตกราฟ

ระหวางแรงในแนวการเคลอนทกบการกระจด งานททาไดในหนงหนวยเวลา เรยกวา กาลง


1. บอกความสาคญของงานและพลงงานทเกยวของในชวตประจาวน

2. อธบายความแตกตางของความหมายของงานตามความเขาใจของบคคลทวไปกบงานใน

วชาฟสกส

3. บอกไดวางานเปนปรมาณสเกลาร มหนวยนวตน เมตร หรอจล

4. อธบายความแตกตางของงานบวกและงานลบ

5. หางานของแรงทใชในการเคลอนวตถเมอแรงอยแนวเดยวกบแนวการเคลอนท

6. หางานของแรงทใชในการเคลอนวตถเมอแรงทามมกบแนวการเคลอนท

7. หางานจากพนทใตกราฟระหวางแรงกบการกระจดในแนวเดยวกน

ดานความร (K)

- อธบายเกยวกบงานทางฟสกสได

- ถายทอดความรใหแกเพอนในชนเรยนได

- ประยกตใชความรเกยวกบงานในชวตประจาวนได

7

ดานทกษะกระบวนการ (P)

- คานวณหาปรมาณทเกยวของกบงานได

- ทางานรวมกบเพอนในชนเรยนได

- สอสารและสอความหมายได

- นาเสนอขอมลได

ดานจตวทยาศาสตร (A)

- มความอยากรอยากเหน สนใจใฝรในสถานการณหรอเหตการณทกาหนด

- มความมงมน อดทนในการแกปญหาทางวทยาศาสตร

- ใจกวาง ยอมรบความคดเหนของผอน

- มความละเอยดรอบคอบในการทาการทดลองทางวทยาศาสตร

- มความซอสตยตอผลการทดลอง

- มความสงสยและกระตอรอรนทจะหาคาตอบ

- ยอมรบเมอมประจกษพยานหรอเหตผลทเพยงพอ

สมรรถนะทสาคญ

1. มทกษะในการสอสาร

2. มทกษะในการคดวเคราะหอยางมวจารณญาณ

3. มทกษะในการแกปญหา

4. มทกษะกระบวนการ

5. มทกษะในการใชเทคโนโลยเนอหา

กระบวนการจดการเรยนร / กจกรรม 5 Es

1. ขนสรางความสนใจ (Engage)

1. ใหนกเรยนทาแบบทดสอบกอนเรยน เพอวดผลสมฤทธทางการเรยนวชาฟสกส 2

(ว30202) เรอง งานและพลงงาน และทาแบบวดจตวทยาศาสตร

2. ครใหนกเรยนยกตวอยางกจกรรมทพบเหนในชวตประจาวนและเปนกจกรรมทนกเรยนคด

วาเปนการทางาน

3. ครและนกเรยนรวมกนอภปรายเกยวกบกจกรรมในชวตประจาวนทเรยกวาทางาน และไม

ทางาน จนไดขอสรปความหมายของ งาน ในชวตประจาวนกบความหมายทางฟสกส และแจง

จดประสงคในการเรยนหวขอนใหนกเรยนทราบ

8

2. ขนสารวจและคนหา (Explore)

4. ครอธบายความหมายของงานในทางฟสกส เมอทศทางของแรงและการกระจดอยใน

แนวเสนตรงเดยวกน แลวอธบายความหมายของงานทเปนบวกและงานทเปนลบ โดยยกตวอยาง งาน

ทเปนบวกและงานทเปนลบ

5. ครเนนใหนกเรยนทราบวา งานทเกดจากแรงทมทศตรงขามกบการเคลอนทของ

วตถจะเปนลบเสมอ เครองหมายบวกและลบของงานไมไดเปนสงแสดงทศทางของงาน เพราะ

งานเปนปรมาณสเกลาร

6. ครถามนกเรยนวาหนวยของงานเปนอะไร โดยถามนกเรยนวาหนวยของแรงเปนอะไร

(นวตน) แลวหนวยของการกระจดเปนอะไร (เมตร) ดงนนหนวยของงานเปนอะไร (นวตน-เมตร) คร

อธบายเพมเตมวาหนวยของงานอกหนวยหนง คอ จล และอธบายความหมายของงาน 1 จล และบอก

วางาน เปนปรมาณสเกลาร

7. ครนาอภปรายเรองงานของแรงทกระทามมกบแนวการเคลอนท โดยสาธตลากถงทรายโดย

ททศทางของแรงทดงถงทรายทามมกบทศทางทถงทรายเคลอนท แลวถามนกเรยนวาในกรณนมงาน

เกดขนไหม แลวเราจะหางานทเกดขนไดอยางไร

3. ขนอธบาย (Explain)

8. ครอธบายเรองงานของแรงทกระทามมกบแนวการเคลอนท โดยใชใบความรท 1

และถามนกเรยนวา แรงดงในแนวระดบและแนวดงมคาเปนเทาไหร และแรงทมทศเดยวกบการกระจด

คอแรงใด ( cosF θ เปนองคประกอบของแรง ในแนวราบ และ sinF θ เปนแรงองคประกอบของแรง

F

ในแนวดง แรงทททศทางเดยวกบการกระจดคอ cosF θ ) ดงนนงานงานของแรงทกระทามมกบ

แนวการเคลอนทจะเทากบเทาไหร (W = Fscosθ)

9. ครถามนกเรยนวาถาแรงทามม 90 องศากบแนวการเคลอนท อยางเชนเราเดนถอกระเปา

จะเกดงานหรอไม (ไมเกดงาน)

10. ครอธบายการหางานของแรงหลายแรงทกระทาตอวตถเดยวกน การหางานของแรง

ไมคงตวกระทาใหวตถ โดยถามนกเรยนวางานของแรงแตละแรงหาไดอยางไร และการกระจดของวตถ

เปนเทาไหรถาใหวตถเคลอนทมาทจด A เหมอนเดม (การกระจดเปนศนย) แลวจะมงานเกดขนหรอไม

9

11. ครอธบายการหางานของแรงไมคงตวกระทาใหวตถ การหางานดวยวธการคานวณจาก

พนทใตกราฟทงกรณแรงคงตว และแรงไมคงตว

12. ครยกตวอยางการคานวณหางานจากแบบฝกเสรมประสบการณ 2 ขอ แสดงวธทาบน

กระดาน

4. ขนขยายความร (Elaborate)

13. ครใหนกเรยนทาโจทยปญหาในใบงานท 1 แลวสมนกเรยนออกมาแสดงวธทา

บนกระดาน

14. ครเปดโอกาสใหนกเรยนสอบถามเนอหาเรอง แรงและงาน วามสวนไหนทยงไมเขาใจและ

ใหความรเพมเตมในสวนนน

5. ขนประเมนผล (Evaluate)

ครนาอภปราย สรปเนอหา ดวยคาถามตอไปน

15. งานในความหมายทวไปและงานในทางฟสกสแตกตางกนอยางไร (สาหรบบคคลทวไป

งาน หมายถง การประกอบอาชพหรอการกระทาภารกจตางๆในชวตประจาวน สวนงานในทางฟสกส

จะเกดขนกตอเมอมแรงมากระทาตอวตถ แลวทาใหวตถมการกระจด โดยปรมาณงานททาขนกบแรง

และการกระจด )

16. ถามแรงมากระทาใหวตถเคลอนท เราจะหางานไดจากสตรไหน ( W Fs= )

17. ถาแรงทกระทาใหวตถไมอยในแนวเดยวกบการเคลอนทเราจะหางานไดจากสตรไหน

18. งานเปนบวกกบงานเปนลบ มความหมายวาอยางไร (งานเปนบวก หมายถง งานของแรง

F

เมอแรง F

อยในทศเดยวกบการเคลอนท สวนงานทเปนลบ หมายถง งานของแรง F

เมอแรง F

อย

ในทศตรงขามกบการเคลอนท)

19. ถามแรงหลายแรงมากระทาใหวตถเคลอนท เราจะหางานไดอยางไร (1

n

i ii

W F s=

= ∆∑ )

20. เราสามารถหางานจากกราฟไดอยางไร (งานเทากบพนทใตกราฟระหวางแรง(มทศ

เดยวกบการเคลอนท) และขนาดของการกระจด)

ครมอบหมายใหนกเรยนไปศกษาเนอหาเรอง พลงงานจลน ซงจะเรยนในชวโมงเรยนตอไป

สอและแหลงการเรยนร

1. หนงสอเรยนวชาฟสกสเพมเตม เลม 2

2. ใบความรท 1 เรอง แรงและงาน

3. ใบงานท 1 เรอง การหางานทเกดขนกบวตถทมรปรางไมแนนอน

10

4. ถงทราย

5. แบบทดสอบวดผลสมฤทธทางการเรยนวชาฟสกส (กอนเรยน)

6. แบบวดจตวทยาศาสตร

การวดและประเมนผล

วธการวดและประเมนผล เครองมอ เกณฑการวดและประเมนผล

1. สงเกต ความสนใจ ความ

ตงใจเรยน การแสดงความ

คดเหน การตอบคาถาม การ

มสวนรวมและพฤตกรรม

การทางาน

2. การทาใบงานท 1

3. ประเมนการมคณธรรมและ

จรยธรรมทนกเรยน

แสดงออกในขณะทมการ

เรยนร

1. แบบบนทกการสงเกต

พฤตกรรมการเรยนรของ

นกเรยน

2. แบบบนทกการทากจกรรม

ใบงานท 1

3. แบบประเมนการมคณธรรม

และจรยธรรม

1. นกเรยนมพฤตกรรมทพง

ประสงคตามคาดหวงตงแต 3

รายการขนไป ผานเกณฑการ

ประเมน

2. นกเรยนทาแบบฝกหดในใบงาน

ท 1 ถกตอง 1 ใน 2 ขอ

3. แสดงพฤตกรรมทบงบอกถงการ

มคณธรรมและจรยธรรมอยใน

ระดบมาก

11

ใบความรท 1

เรอง แรงและงาน

ระดบชนมธยมศกษาปท 4 วชาฟสกส 2 (ว30202)

งาน (work) คอ ผลคณของแรงกบการขจดทอยในแนวเดยวกนเปนปรมาณสเกลลาร ม

หนวย เปนจลหรอนวตน-เมตร (J , N-m)

งานทเกดกบวตถทถกกระทาดวยแรงตางๆ

กาหนดใหวตถมวล m ถกกระทาดวยแรง F เคลอนทบนพนราบเกลยงจาก A ไป B ได

การขจดเทากบ s

ถา F และ S อยในแนวเดยวกน จะได W = F x s

ถา F และ s อยคนละแนวจะได W = (Fcosθ)s + (Fsinθ)0

W = Fscosθ

ถา θ = 1800 แสดงวาแรงกบการขจดมทศตรงขามกนสวนใหญไดแกงานเนองจากแรง

เสยดทาน

12

W = fcos1800

หรอ W = -fs

แสดงวา งานเนองจากแรงทมทศตรงขามกบการขจดจะตองเปนลบเสมอ

สรป

งานเปนปรมาณสเกลาร จงมไดทงบวกและลบ แยกการพจารณาไดดงน

1.งานเปนบวก คองานอนเนองจากแรงททาใหวตถเคลอนท สวนใหญ ไดแก งานเนองจากแรง

ทเราใหแกวตถ

2.งานเปนลบ คองานอนเนองจากแรงตานการเคลอนทของวตถ ไดแก งานเนองจากแรงเสยด

ทาน

การคานวณโจทยเกยวกบงาน แยกพจารณาโจทยเปน 2 ลกษณะ คอ

1. งานเนองจากแรงไมคงทกระทาตอวตถ แยกเปน 2 แบบ

1.1.ถามแรงไมคงทแรงเดยวกระทากบวตถ จะไดงานมคาเทากบพนทใตกราฟของแรงกบ

การขจด

W = F x s = พนทใตกราฟ Fs

กาหนดให วตถมวล m อยบนพนเกลยง ถกกระทาดวยแรง F ซงไมคงทดงกราฟ ให

เคลอนทจาก A ไป B ไดการขจด d ตองการหางานทเกดขนกบวตถ

13

จากสตร W = F x s = พ.ท.ใตกราฟ Fs

จากรป W = 21 x f x d =

2fd

จากสตร W = F scosθ = (พ.ท.ใตกราฟ Fs)cosθ

จากรป W = (21 x f x d)cosθ =

2fd cosθ

1.2 ถามแรงคงทและไมคงทกระทากบวตถ จะไดงานทเกดขนกบวตถมคาเทากบผลคณของ

แรงลพธกบการขจด (W=∑Fs )โดยผลคณของแรงไมคงทกบการขจดคอ พ.ท.ใตกราฟ F กบ s

กาหนดใหมวล m อยบนพนทมสมประสทธของความเสยดทาน µ ถกกระทาดวยแรง F ไม

คงทเคลอนทจาก A ไป B ไดการขจด d ตองการหางานทเกดขนกบวตถ

14

เพราะวา แรงเสยดทาน f = µmg

ตรวจสอบวาวตถเคลอนทหรอไม

ถาตอนเรมแรกแรง F1 < µmg วตถจะไมเคลอนท

และถา F1 > µmg วตถจะเคลอนททนท

สมมตวากรณน F1 > µmg

∴งานทเกดกบวตถ W = ∑Fx s

W = (F-f)s = Fx s - fs

W = (พ.ท.ใตกราฟF,s) - fs

จากรป W = 21 (F1 + F2)d - µmgd

∴ W = (2

FF 21 + )d - µmgd

2. งานทเกดขนกบวตถทมรปรางไมแนนอน งานทใชในการสบนา งานทใชดงโซ การหางาน

ในกรณนหาไดจากสมการ W = Fs โดย s เทากบการขจดซงวดจากจด C.G ตนทวตถอยไปยงจด

C.G ปลายทวตถอย โดยวดตามแนวแรงกระทา

15

ใบงานท 1

เรอง การหางานทเกดขนกบวตถทมรปรางไมแนนอน

1. การหางานสบนา กาหนดใหบอลก h มนาเตมบอ นามวล m ตองการสบนาใหหมดบอ

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

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

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

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

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

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

2. การหางานในการดงโซ

กาหนดใหโซยาว l มวล m อยในลกษณะดงรป a ตองการหางานทดงโซใหอยดงรป b

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

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

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

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

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

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

16

เฉลย ใบงานท 1

เรอง การหางานทเกดขนกบวตถทมรปรางไมแนนอน

1. การหางานสบนา กาหนดใหบอลก h มนาเตมบอ นามวล m ตองการสบนาใหหมดบอ

ให F เปนแรงทใชในการสบนาใหหมดบอ

จากรป หาขนาดของแรง F ไดจากสมการ ∑F = 0 จะได F = mg

∴ งานในการสบนา = งานเนองจากแรง F (WF)

แต WF = F . 2h =

2mgh ตอบ

2. การหางานในการดงโซ

กาหนดใหโซยาว l มวล m อยในลกษณะดงรป a ตองการหางานทดงโซใหอยดงรป b

เพอความสะดวกในการคานวณใหแยกการพจารณางานเปน 2 งาน คอ งานทใชดงโซ

สวนบน (W1) และงานทใชดงโซสวนลาง (W2)

ให F1 เปนแรงทใชในการดงโซทอนบน จะได F1 = 2

mg

F2 เปนแรงทใชในการดงโซทอนลาง จะได F2 = 2

mg

∴ งานในการดงโซ W = W1 + W2 = F1 . s1 + F2 . s2

W = (2

mg ). 4l + (

2mg ).

2l =

8mgl +

4mgl =

8mgl3

นนคอ งานในการดงโซ = 8

mgl3 ตอบ

17

แบบสงเกตพฤตกรรมการเรยนร

วชา ฟสกส 2 (ว30202) หนวยการเรยนรท 1 เรอง งานและพลงงาน ชน มธยมศกษาปท 4

เลขท ชอ-นามสกล

มวนย

ตงใจเรยน

และทา

กจกรม

มจต

สาธารณะ

รวมกน

อภปราย

ซกถาม

ใฝเรยน

ใฝร

รวมทา

กจกรรม

กลม

ซอสตย

สจรต

มงมน

ทางานได

สาเรจ

เรยบรอย

ถกตองและ

ครบถวน

หมายเหต

หมายเหต ใหบนทกโดยใชเครองหมาย

= แสดงพฤตกรรมทพงประสงคตามคาดหวง

= ไมแสดงพฤตกรรมทพงประสงคตามคาดหวง

เกณฑการประเมน

นกเรยนมพฤตกรรมทพงประสงคตามคาดหวงตงแต 3 รายการขนไป ผานเกณฑการประเมน

18

แบบบนทกการทากจกรรมใบงานท 1


เลขท ชอ-นามสกล ขอท 1 ขอท 2 หมายเหต


= ทาแบบฝกหดในใบงานไดถกตอง

= ทาแบบฝกหดในใบงานไมถกตอง


นกเรยนทาแบบฝกหดในใบงานท 1 ถกตอง 1 ใน 2 ขอ จงจะผานเกณฑการประเมน

19

แบบประเมนการมคณธรรมและจรยธรรม


ชอ-สกล...............................................................................ชน .................เลขท .............................

คาชแจง

ทาเครองหมาย ลงในชองตรงกบคณลกษณะทนกเรยนแสดงออก โดยจาแนกระดบ

พฤตกรรมการแสดงออกเปน 5 ระดบ ดงน

ระดบพฤตกรรมการแสดงออก

5 หมายถง ผเรยนมพฤตกรรมการแสดงออกอยางสมาเสมอตลอดเวลามากทสด

4 หมายถง ผเรยนมพฤตกรรมการแสดงอยางมาก

3 หมายถง ผเรยนมพฤตกรรมการแสดงออกเปนครงคราว

2 หมายถง ผเรยนมพฤตกรรมการแสดงออกนอยครง

1 หมายถง ผเรยนไมมพฤตกรรมการแสดงออกเลย

สถานะของผประเมน ครผสอน นกเรยน

รายการ พฤตกรรมการแสดงออก

5 4 3 2 1

1. ความสนใจใฝร

1.1 มความใฝใจและพอใจในการสบเสาะแสวงหาความร

1.2 มความกระตอรอรนตอกจกรรมและเรองอนๆ

1.3 ชอบทดลอง คนควา

1.4 ชอบสนทนาซกถาม ฟง อาน เพอใหไดความรเพมขน

สรป ( x )

2. ความมงมน อดทน รอบคอบ

2.1 ยอมรบผลการกระทาของตนเองทงทเปนผลดและผลเสย

2.2 ทางานทไดรบมอบหมายใหสมบรณตามกาหนดและตรงเวลา

2.3 ทางานเตมความสามารถ

2.4 ไมทอถอยในการทางานเมอมอปสรรคหรอลมเหลว

2.5 มความอดทนแมการดาเนนการแกปญหาจะยงยากและใชเวลา

สรป ( x )

20


5 4 3 2 1

3. อยอยางพอเพยง

3.1 ใชเวลาในการปฏบตงานเปนไปตามทกาหนด (พอประมาณ)

3.2 ใชวสดอปกรณไดอยางเหมาะสม ประหยด และคมคา

(พอประมาณ)

3.3 อธบายหรอแสดงความคดเหนอยางมเหตผล (มเหตผล)

3.4 ยอมรบฟงคาวพากษวจารณ ขอโตแยงหรอขอคดเหนของผอน

(มเหตผล)

3.5 มการวงแผนการทางานอยางรอบคอบ (ภมคมกน)

3.6 จดเตรยมใหพรอมและดาเนนการทดลองดวยความ

ระมดระวง (ภมคมกน)

สรป ( x )

ความคดเหนเพมเตม ...............................................................................................................................

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

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

(ลงชอ) ผประเมน

( )

............./.............../.............

21




สาระท 5 : พลงงาน หนวยการเรยนรท 1 ชอหนวยยอย พลงงานจลน

เวลา 2.00 ชวโมง ผสอน ครยพวรรณ ตรรตนวชชา

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







พลงงานเปนความสามารถในการทางาน พลงงานจลนเปนพลงงานของวตถทกาลงเคลอนท

งานและพลงงานมความสมพนธกน โดยงานของแรงลพธเทากบพลงงานจลนของวตถทเปลยนไป


1. อธบายความหมายของพลงงานจลนได

2. บอกความสมพนธของงานกบพลงงานจลนและคานวณหาปรมาณทเกยวของได

3. คานวณหาพลงงานจลนของวตถเมอทราบมวลและอตราเรวของวตถ


- อธบายเกยวกบพลงงานจลนได

- ถายทอดความรใหแกเพอนในชนเรยนได

- ประยกตใชความรเกยวกบพลงงานจลนในชวตประจาวนได


- หาความสมพนธของงานกบพลงงานจลนได

- คานวณหาปรมาณทเกยวของกบงานและพลงงานจลนได



22

















1. ครและนกเรยนรวมกนอภปรายถงความหมายของพลงงานจลน โดยใชสถานการณการเตะ

ลกบอลใหเคลอนท เมอลกบอลไปชนกบถงทตงไวอยนง ถาลกบอลมพลงงานมากพอ จะทาใหถง

กระเดนหรอลมได และเรยกพลงงานของวตถทกาลงเคลอนทนวา พลงงานจลน

2. ครตงคาถามนกเรยน ถาลกบอลอยนงๆ นกเรยนคดวาลกบอลมพลงงานหรอไม (ไมม)

3. ครอภปรายรวมกบนกเรยน จะทราบไดอยางไรวาวตถทกาลงเคลอนทอยมพลงงานจลน

มากหรอนอยเพยงใด

4. ครอธบายเพมเตมจากตวอยางการเตะลกบอลใหเคลอนทนน จะทาใหลกบอลหยดการ

เคลอนท ปรมาณงานททาตอลกบอลจะมากหรอนอยขนกบพลงงานจลนของวตถนน

5. ครแจงจดประสงคการเรยนร เกยวกบงาน พลงงานจลนมความสมพนธกนอยางไร


6. ครอธบายเรองงานกบการเปลยนพลงงานจลนของวตถ เมอวตถเคลอนทดวยอตราเรว

23

เรมตนไมเทากบศนย จนไดขอสรปวา งานของแรงลพธจะเทากบพลงงานจลนของวตถทเปลยนไป

7. ครใหนกเรยนอภปรายวา ถาแรงทมากระทามทศเดยวกบการเคลอนทของวตถ ความเรว

ปลายกบความเรวตน คาไหนมากกวากน และพลงงานจลนของวตถเปลยนแปลงหรอไม อยางไร และ

ถาแรงทมากระทามทศตรงขามกบการเคลอนทของวตถ พลงงานจลนของวตถจะเปลยนแปลงหรอไม

อยางไร จนไดขอสรปวา พลงงานจลนของวตถจะเพมขนหรอลดลงนนขนอยกบทศของแรงทมากระทา

กลาวคอ ถาแรงทมากระทามทศเดยวกบการเคลอนทของวตถ จะทาใหพลงงานจลนของวตถเพมขน

แตถาแรงทมากระทามทศตรงขามกบการเคลอนทของวตถ จะทาใหพลงงานจลนของวตถลดลง


8. ครอธบายเพมเตมเกยวกบงานทเปนบวกและเปนลบ เมอใหงานทเปนบวกแกวตถจะทาให

พลงงานจลนของวตถเพมขน นนคอ เปนบวก และเมอใหงานทเปนลบแกวตถ จะทาใหพลงงานจลน

ของวตถลดลง นนคอ ของวตถเปนลบ

9. ครชใหนกเรยนเหนวา งานของแรงตานการเคลอนทอาจอยในรปพลงงานอนๆกได เชน

พลงงานความรอน


10. ครแบงกลมนกเรยนออกเปน 3 กลม แลวใหจบฉลากแบบฝกหดกลมละ 1 ขอ (ปญหา

ขอ 11 – 13) คาถามทายบทในหนงสอเรยนฟสกส เลม 2 แตละกลมชวยกนทา แลวสงตวแทนออกมา

แสดงวธทาบนกระดานและอธบายใหเพอนๆฟง

11. ครเปดโอกาสใหนกเรยนสอบถามเนอหาเรอง พลงงานจลน วามสวนไหนทยงไมเขาใจ

และใหความรเพมเตมในสวนนน



12. พลงงานจลนของวตถ คออะไร หาไดอยางไร (พลงงานจลน (Kinetic Energy) คอ

พลงงานทสะสมในวตถทมความเรว เขยนแทนดวยสญลกษณ “Ek” ซงมคาเทากบ 212

mv )

13. งานสมพนธกบพลงงานจลนอยางไร

(พลงงานจลนทเปลยนแปลง = งานของแรงลพธ k kv kuW E E E= ∆ = − )

14. เราจะหางานของแรงหลายแรงทกระทาตอวตถไดอยางไร (งานเนองจากแรงภายนอกท

กระทาตอวตถใหเคลอนทในแนวระดบ มคาเทากบผลบวกของพลงงานจลนทเปลยนไปของวตถกบแรง

ของงานทตานการเคลอนท kFs E fs= + )

24

ครมอบหมายใหนกเรยนไปศกษาเนอหา เรอง พลงงานศกย ซงจะเรยนในชวโมงตอไปมา

ลวงหนา



2. ใบความรท 2 เรอง พลงงานจลน











เรยนร



นกเรยน



1. นกเรยนมพฤตกรรมทพง

ประสงคตามคาดหวงตงแต 3


ประเมน




25


เรอง พลงงานจลน


พลงงาน คอ สงทไมมตวตน แตมความสามารถทางานได

พลงงานจลน (kinetic energy; Ek) คอพลงงานทสะสมอยในวตถอนเนองจากอตราเรว

ของวตถ มขนาดเทากบงานตานการเคลอนทของวตถจนหยดนง

กาหนดใหวตถมวล m เคลอนทดวยอตราเรว v ดงรป ตองการหาขนาดของพลงงานจลน

(Ek)

หาความเรงจาก v2 = u2 + 2as

แทนคา 0 = v2 + 2as

a = s

v2

2

−

เปนลบ แสดงวาความเรงมทศตรงขามกบ u

หาขนาดของแรงตาน ∑F = ma

แทนคา f = ma = ms2

v2 =

s2mv2

หางานจากแรงตาน Wf = -fs = -s2

mv2s = - 2mv

21

ดงนนขนาดของพลงงานจลนเทากบ E = | Wf | = 2mv21

นนคอ Ek = 2mv21 ……..(1)

26




มวนย


และทา

กจกรม

มจต


รวมกน

อภปราย

ซกถาม

ใฝเรยน

ใฝร

รวมทา

กจกรรม

กลม

ซอสตย

สจรต

มงมน


สาเรจ



ครบถวน







27



ชอ-สกล...............................................................................ชน .................เลขท .............................

คาชแจง











5 4 3 2 1






สรป ( x )







สรป ( x )

28


5 4 3 2 1











สรป ( x )


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

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


( )

............./.............../.............

29




สาระท 5 : พลงงาน หนวยการเรยนร ท 1 ชอหนวยยอย พลงงานศกย


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







พลงงานเปนความสามารถในการทางาน พลงงานศกยเปนพลงงานของวตถทเกยวของกบ

ตาแหนงหรอรปรางอนเปนผลมาจากแรงทกระทาตอวตถนน เชน พลงงานศกยโนมถวง พลงงานศกย

ยดหยน


1. อธบายความหมายของพลงงานศกย พลงงานศกยโนมถวง พลงงานศกยยดหยนได

2. ทดลองหาความสมพนธของงานกบพลงงานศกยโนมถวงของวตถ

3. อธบายความสมพนธของงานกบพลงงานศกยโนมถวงของวตถ

4. ทดลองหาความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

5. อธบายความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

6. หาพลงงานศกยโนมถวงของวตถและพลงงานศกยยดหยนในสปรง


- อธบายเกยวกบพลงงานศกยได

- ถายทอดความรใหแกสมาชกในกลมได

- ประยกตใชความรเกยวกบพลงงานศกยในชวตประจาวนได


- หาความสมพนธของงานกบพลงงานศกยได

30

- คานวณหาปรมาณทเกยวของกบงานและพลงงานศกยได

- ออกแบบและทดลองตามทกาหนดใหได

- สรปผลและอธบายผลการทดลองได



















1. ครนาเขาสเรองพลงงานศกยโดยอภปรายรวมกบนกเรยนเกยวกบกจกรรมประจาวนทม

การทางาน เชน การตอกเสาเขม การดงหรอการอดสปรง

2. ครชใหนกเรยนเหนวา ถาเรากดสปรงใหหดสนหรอดงสปรงใหยดออก เมอปลอยมอสปรง

จะเคลอนท วตถทตดกบสปรงกจะเคลอนทไปดวย แสดงวามพลงงานจากสปรงถายโอนเปนพลงงาน

จลนของวตถ

3. ครตงคาถามใหนกเรยนพจารณาและหาคาตอบวา การยกหนงสอขนตรงๆในแนวดง

- มแรงกระทาตอหนงสอหรอไม

- เกดงานหรอไม และงานนเปนงานเนองจากแรงใด

31


4. ครใหความรเกยวกบความหมายของพลงงานศกย พลงงานศกยโนมถวง พลงงานศกย

ยดหยน

5. ครอธบายเพมเตมวา พลงงานศกยของวตถอาจอยในรปอนๆอก เชน พลงงานศกยไฟฟา

พลงงานศกยของพนธะเคม เปนตน แตบทนเราจะศกษาเฉพาะพลงงานศกยโนมถวงและพลงงานศกย

ยดหยนเทานน

6. ครแบงกลมนกเรยนออกเปน 6 กลมๆละ 10 คน ใหนกเรยนศกษาขอมลในกจกรรมท 1

7. นกเรยนแตละกลมออกแบบและทาการทดลองตามใบกจกรรมท 1 เรอง ความสมพนธ

ระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

8. นกเรยนแตละกลมสรปผลการทดลอง เรอง ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดง

สปรงกบระยะทางทสปรงยดออก


9. นกเรยนแตละกลมรวมกนสรางกราฟแสดงความสมพนธระหวางแรงทใชดงสปรงกบ

ระยะทางทสปรงยดออก จากตาแหนงสมดลดวยโปรแกรม SCILAB โดยใชคอมพวเตอรสบคนใน

หองปฏบตการทางวทยาศาสตร จานวน 3 กลม และเครองคอมพวเตอรชนดพกพาของนกเรยนอยาง

นอยกลมละ 1 เครอง

10. จบสลากแสดงลาดบการนาเสนอการทดลอง

11. ครอธบายเรองพลงงานศกยยดหยน โดยถามนกเรยนวาเวลาทเราดงสปรงใหออกจาก

ตาแหนงเรมตน รสกไหมวามแรงจากสปรงดงมอเรา หรอเวลาทเราออกแรงอดสปรง เรากจะรสกวาม

แรงจากสปรงดนมอเรา แรงทมอดงสปรงกบแรงทสปรงดงมอน เปนแรงคกรยา-ปฏกรยากน แรงท

สปรงดงหรอดนมอทาใหสปรงกลบสตาแหนงเรมตน เราเรยกตาแหนงเรมตนนวา ตาแหนงสมดล

12. ครใหนกเรยนทบทวนความหมายของพลงงานศกยยดหยน แลวบอกวาพลงงานศกย

ยดหยนในสปรงหาไดจากแรงดงหรอกดสปรง ครตงปญหาใหนกเรยนคดวา พลงงานศกยยดหยน

ขนกบอะไรบาง แรงทใชดงหรอกดสปรงมความสมพนธกบระยะทางทสปรงยดอยางไร

13. ครใหความร เรองพลงงานศกยโนมถวง โดยครทบทวนวธการหางานในการยกวตถขน

ตรงๆ ในแนวดง และสรปวา คา mgh กคอพลงงานศกยโนมถวงของวตถมวล m ซงอยสง h นนเอง

14. ครและนกเรยนอภปรายสถานการณการยกวตถทเดมอยทระยะ h1 จากระดบพนดน แลว

ยกขนไปสงเปนระยะ h2 ครถามนกเรยนวาจะหาพลงงานศกยของวตถทความสง h1 และ h2 และหา

งานของแรงทยกวตถนไดอยางไร

(พลงงานศกยของวตถท h1 p1 1E mgh= (คดเทยบกบพนดน)

32

พลงงานศกยของวตถท h2 p 2 2E mgh= (คดเทยบกบพนดน)

งานของแรงทยกวตถ 2 1 2 1mg(h h ) mgh mgh− = − ดงนน 2 1Fd mgh mgh= − )


15. ครยกตวอยางการแกปญหาดงน

ตวอยาง วตถมวล m เคลอนทในแนวดง โดยมแรงตานของอากาศกระทาตอวตถเทากบ f

วตถผานตาแหนง (1) มความเรว v1 และผานตาแหนง (2) มความเรว v2 โดยตาแหนง (1) และ

(2) หางกน h

วธทา จาก W = E2 - E1 จะได Wf = E2 - E1

จากรป Wf = -fh

E1 = 21mv

21 + mgh

E2 = 22mv

21

แทนคา -fh = 22mv

21 - ( 2

1mv21 + mgh)

หรอ fh = ( 21mv

21 + mgh) - 2

2mv21

ขอสงเกต ; งานจากแรง mg อยในรปพลงงานศกยจงแทนในคาของ E1

16. ครเปดโอกาสใหนกเรยนสอบถามเนอหาเรอง พลงงานศกย วามสวนไหนทยงไมเขาใจ

และใหความรเพมเตมในสวนนน

17. ครอภปรายรวมกบนกเรยนโดยใช Interactive Simulations: mass-spring-lab_en.jar

ตามคมอโปรแกรมสอการเรยนการสอนวชาฟสกส 2 (ว30202) เรอง งานและพลงงาน



18. พลงงานศกยของวตถ คออะไร ทเราศกษามอะไรบาง (พลงงานศกย คอ พลงงานท

สะสมในวตถอนเนองมาจากตาแหนงของวตถ ทศกษาแบงออกเปน 2 ประเภท คอ พลงงานศกยโนม

ถวง และ พลงงานศกยยดหยน)

19. พลงงานศกยโนมถวงกบพลงงานศกยยดหยนมความหมายวาอยางไร เหมอนหรอ

แตกตางกนอยางไร (พลงงานศกยโนมถวง (Gravitational Potential Energy) คอ พลงงานศกยของ

วตถซงอยในทสง เกดเนองจากแรงโนมถวงของโลกทกระทาตอวตถ ขนอยกบตาแหนงความสงจาก

ระดบอางอง / พลงงานศกยยดหยน (Elastic Potential Energy) คอ พลงงานศกยของสปรงขณะท

ยดออก หรอหดเขาจากตาแหนงสมดล )

33

20. เราจะหาคาของพลงงานศกยโนมถวงและพลงงานศกยยดหยนไดจาความสมพนธใด

( pE mgh= , 2( )

12p elasticE kx= )

ครมอบหมายใหนกเรยนไปศกษาเนอหา เรอง กฎการอนรกษพลงงาน ซงจะเรยนในชวโมง

ตอไปมาลวงหนา



2. ใบความรท 3 เรอง พลงงานศกย

3. ใบกจกรรมท 1 การทดลอง เรอง ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบ

ระยะทางทสปรงยดออก

4. วสดอปกรณในการทดลอง ไดแก เครองชงสปรง 1 เครอง /สปรง 1 อน/ไมบรรทด 1 อน

5. โปรแกรม SCILAB

6. คมอโปรแกรมสอการเรยนการสอนวชาฟสกส 2 (ว30202) เรอง งานและพลงงาน

7. สอการสอนอเลกทรอนกส Interactive Simulations: mass-spring-lab_en.jar








2. การปฏบตการทดลอง ใบ

กจกรรมท 1




เรยนร



นกเรยน

2. แบบประเมนการทากจกรรม

การทดลอง



1. นกเรยนมพฤตกรรมท

พงประสงคตามคาดหวงตงแต 3


ประเมน

2. นกเรยนทาการทดลอง ผานการ

ประเมนไดไมนอยกวาระดบ 2




34


เรอง พลงงานศกย


พลงงาน คอ สงทไมมตวตน แตมความสามารถทางานได

พลงงานศกย (potential energy; Ep) คอ พลงงานทสะสมอยในวตถอนเนองจากระดบ

ความสงทวตถอย มคาเทากบงานเนองจากแรงดงดดของโลกในการดงดดใหวตถกลบลงสพนดน

กาหนดใหมวล m อยสงจากพนเทากบ h ดงรป ตองการหาพลงงานศกย = ?

จากรปงานจาก A ไป B เนองจากแรง mg มขนาดดงน

WA->B = mgh

ดงนนพลงงานศกย Ep = mgh

Ep = mgh

กราฟแสดงความสมพนธพลงงานศกยกบความสง

พลงงานศกยยดหยน คอ พลงงานศกยของสปรงขณะทยดออก หรอหดเขาจากตาแหนงสมดล

1. แรงในสปรง (F) เมอสปรงเกดการยดหรอหดตว จากสภาพปกตจะทาใหเกดแรงในตว

สปรง โดยขนาดของแรงจะแปรผนตามระยะยดหรอหดของสปรง

กาหนดใหสปรงมความยาวปกต l0 เมอถกดงหรออดดวยแรง P จะทาใหสปรงยดออกหรอ

หดตวเปนระยะเทากบ x ดงรป

35

ในขณะทสปรงยดหรอหดตวจากสภาพปกต จะเกดแรงในสปรง ใหมขนาดเทากบ F

จากนยาม จะได F α x หรอ F = kx

โดย F = แรงในสปรง, x = ระยะยดหรอหดของสปรงจากสภาพปกต

k = คานจของสปรง หรอ คอแรงททาใหสปรงยดหรอหดหนงหนวย

2. พลงงานศกยในสปรง คอพลงงานทสะสมอยในสปรง อนเนองจากระยะยดหรอหดของ

สปรง มคาเทากบงานเนองจากแรงในสปรงทจะทาใหวตถกลบคนสแนวปกต

กาหนดใหวตถมวล m ยดตดกบสปรงและสปรงมความยาวปกตดงรปบน เมอสปรงยดตว

ออก x ปรากฏดงรปลาง แรงทเกดในสปรงมความสมพนธกบระยะยดดงกราฟรปขวามอ

จากนยาม พลงงานศกยสปรงท B = งานเนองจากแรง F ในการดงวตถจาก B ไป A

เนองจากแรงในสปรงไมคงท ดงนนงานจากแรงในสปรงจงมคาเทากบพนทใตกราฟ F กบ x

แทนคา Eps = พ.ท. ใตกราฟ F กบ x

จะได Eps = 1/2kx . x = 2kx21

นนคอ Eps = 2kx21

36

ใบกจกรรมท 1

การทดลองท 1 ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

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

คาชแจง ใหนกเรยนออกแบบกจกรรมการทดลอง โดยใชหลกการของพลงงานศกยยดหยน

อปกรณ

1. เครองชงสปรง 1 เครอง

2. สปรง 1 อน

3. ไมบรรทด 1 อน

จดประสงคของการทดลอง

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

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

สมมตฐาน

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

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

วธการทดลอง

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

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

ผลการทดลอง

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

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

สรปผลการทดลอง

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

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

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

37

เฉลย ใบกจกรรมท 1

การทดลองท 1 ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

จดประสงคของการทดลอง

1) เขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

จากตาแหนงสมดล

2) สรปวา แรงทใชดงสปรงจะแปรผนตรงกบระยะทสปรงยดออกจากตาแหนงสมดล

3) หาคาคงตวสปรงจากกราฟระหวางแรงทใชดง กบระยะทสปรงยดออกได

4) สรปเปนสมการของพลงงานศกยยดหยนไดวา 2

p

1E ks

2=

สมมตฐาน

ความสมพนธระหวางขนาดของแรงดงกบระยะทางทสปรงยดออกจะแปรผนตรงกน ดงนน

เมอออกแรงดงมากแลวระยะทางทสปรงยดออกจะมากขนดวย

วธการทดลอง

1) ใหยดปลายขางหนงของสปรงไวแลวใชเครองชงสปรงเกยวปลายอกขางหนง วาง

สปรงและเครองชงสปรงในแนวขนานกบไมบรรทด ดงรป โดยใหปลายสดของสปรงดานทเกยวกบ

เครองชงสปรงอยตรงขดศนยของไมบรรทด

2) ออกแรงดงเครองชงสปรงใหยดออกครงละ 1 เซนตเมตร บนทกขนาดของแรงดง

กบระยะทางทสปรงยดออกจากตาแหนงสมดล

3) เขยนกราฟระหวางขนาดของแรงดงอยในแกน Y และระยะทางทสปรงยดออกอย

ในแกน X

ผลการทดลอง

ระยะทสปรงยดจากตาแหนงสมดล(cm) 0.00 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

ขนาดของแรงทใชดง(N) 0 1.00 1.85 2.80 3.85 4.80 5.70 6.60

38

กราฟระหวางขนาดของแรงดง (แกน X) กบระยะทางทสปรงยดออก (แกน Y) ดวยโปรแกรม

SCILAB

สรปผลการทดลอง

1) เมอเราดงใหระยะสปรงยดจาดตาแหนงสมดลมากขน ขนาดของแรงทใชดงจะมาก

ขนดวย)

2) กราฟมลกษณะเปนเสนตรง

3) ความสมพนธระหวางขนาดของแรงดงกบระยะทางทสปรงยดออกจะแปรผนตรงกน

คอ F sα หรอ F ks=

4) จากกราฟผลการทดลอง จะหางานจากแรงดงสปรงได คอ งาน เทากบ พนทใต

กราฟแรงและระยะทาง ซงเทากบ 1

w Fs2

= )

5) งานทใชในการดงสปรงใหยดออกจากตาแหนงสมดล จะเทากบคาพลงงานศกย

ยดหยนของสปรง นนคอ 2

p

1E ks

2=

39




มวนย


และทา

กจกรม

มจต


รวมกน

อภปราย

ซกถาม

ใฝเรยน

ใฝร

รวมทา

กจกรรม

กลม

ซอสตย

สจรต

มงมน


สาเรจ



ครบถวน







40

แบบประเมนการปฏบตการทดลอง

เรอง ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 4

---------------------------------------------------------------

ชอกลม...............................................................ชน ...................วนท.........................................

คาชแจง ทาเครองหมาย ลงในชองตรงกบระดบพฤตกรรมทนกเรยนแสดงออก ตามเกณฑ

การประเมนทกาหนด

รายการพฤตกรรม คะแนนทได

ขอเสนอแนะ 4 3 2 1

1. การวางแผนการทดลอง

1.1 การกาหนดปญหา

1.2 การตงสมมตฐาน

1.2 การดาเนนการทดลอง

1.3 การวางแผนกาหนดขนตอนการทางาน

2. การปฏบตการทดลอง

2.1 ใชวสด อปกรณ เครองมอในการทดลอง

2.2 ทาการทดลองตามขนตอนทกาหนด

2.3 การบนทกผลการทดลอง

2.4 ทาความสะอาดและเกบวสด อปกรณ

3. การนาเสนอ

3.1 การแปลความหมายขอมล

3.2 การนาเสนอผลการทดลอง

3.3 การสรปผลการทดลอง

3.4 การอภปรายและขอเสนอแนะ

รวม

รอยละ

ความคดเหนเพมเตม

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

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


(..................................................)

41

เกณฑการใหคะแนนการประเมนการปฏบตการทดลอง

เรอง ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก

รายการประเมน ระดบ

คะแนน

1. การวางแผนการทดลอง

1.1 การกาหนดปญหา

- กาหนดปญหาไดชดเจน สอดคลองครอบคลมกบเรองทศกษาดมาก

- กาหนดปญหาไดไมชดเจน สอดคลองครอบคลมกบเรองทศกษาเพยงบางสวน

- กาหนดปญหาไดบาง แตไมสอดคลองครอบคลมกบเรองทศกษา

- กาหนดปญหาไมได

4

3

2

1

1.2 กาหนดปญหาและตงสมมตฐาน

- สมมตฐานสอดคลองกบปญหาและแสดงความสมพนธระหวางเหตและผล อยางชดเจน

- สมมตฐานสอดคลองกบปญหาและแสดงความสมพนธระหวางเหตและผลแตยงไมชดเจน

- ตงสมมตฐานสอดคลองกบปญหา แตไมแสดงความสมพนธระหวางเหตและผล

- สมมตฐานไมสอดคลองกบปญหา

4

3

2

1

1.3 การดาเนนการทดลอง

- ดาเนนการทดลองไดถกตองครบสมบรณ

- ดาเนนการทดลองไดถกตองเปนสวนใหญ

- ดาเนนการทดลองไดถกตองเปนบางสวน

- ดาเนนการทดลองไมเหมาะสม

4

3

2

1

1.4 การวางแผนกาหนดขนตอนการทางาน

- ระบภาระงานและขนตอนการทางานไดชดเจน การทางานทงหมดสอดคลองกบ

จดประสงค

- ระบภาระงานไดบาง แตไมครบทกขนตอน การทางานทกาหนดสวนใหญเหมาะสมด

แผนการทางานโดยรวมสอดคลองกบจดประสงคด

- ระบภาระงานและขนตอนการทางานไดพอสมควร ขนตอนการทางานบางสวนไมเหมาะ

สมกบจดประสงค

- ไมสามารถระบภาระงาน ไมครบทกขนตอน แผนการทางานไมสอดคลองกบจดประสงค

4

3

2

1

42


เรอง ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก (ตอ)


คะแนน

2. การปฏบตการทดลอง

2.1 การใชวสด อปกรณ เครองมอ ในการทดลอง

- ใชอปกรณ อปกรณ เครองมอไดถกตองตามหลกการปฏบต อยางคลองแคลว

- ใชอปกรณ อปกรณ เครองมอไดถกตองตามหลกการปฏบต แตไมคลองแคลว

- ใชอปกรณ อปกรณ เครองมอไดบางสวนแตไมคลองแคลว

- ใชอปกรณ อปกรณ เครองมอไดไมถกตอง

4

3

2

1

2.2 ทาการทดลองตามขนตอนทกาหนด

- ทดลองตามวธการและขนตอนทกาหนดไวอยางถกตอง

- ทดลองตามวธการและขนตอนทกาหนดไวโดยครเปนผแนะนาในบางสวน

- ทดลองตามวธการและขนตอนทกาหนดไว หรอดาเนนการขามขนตอนทกาหนด

- ไมทดลองตามวธการและขนตอนทกาหนดไว

4

3

2

1

2.3 การบนทกผลการทดลอง

- บนทกผล อยางถกตองมระเบยบ และเปนไปตามการทดลอง

- บนทกผล ไมระบหนวย ไมเปนระเบยบ และเปนไปตามการทดลอง

- บนทกผล ไมมการระบหนวย และไมเปนไปตามการทดลอง

- ไมมการบนทกผล

4

3

2

1

2.4 ทาความสะอาดและจดเกบอปกรณ

- ดแลอปกรณ/เครองมอทดลองอยางด มการทาความสะอาดและเกบอยางถกตองตาม

หลกการ

- ดแลอปกรณ/เครองมอขณะทดลอง ทาความสะอาด แตเกบไมถกตอง

- ดแลอปกรณ/เครองมอบางสวน แตไมสนใจทาความสะอาดและเกบใหเขาท

- ไมดแลอปกรณ/เครองมอและไมสนใจทาความสะอาด ไมเกบเขาท

4

3

2

1

43


เรอง ความสมพนธระหวางขนาดของแรงทใชดงสปรงกบระยะทางทสปรงยดออก (ตอ)


คะแนน

3. การนาเสนอ

3.1 การแปลความหมายขอมล

- บรรยายลกษณะขอมลตามขอมลทมอยางถกตอง

- บรรยายลกษณะขอมลตามขอมลทมถกตองพอใช

- บรรยายลกษณะขอมลตามขอมลทมถกตองบางสวน

- บรรยายลกษณะขอมลนอกเหนอจากทม และไมถกตอง

4

3

2

1

3.2 การนาเสนอผลการทดลอง

- จดกระทาขอมลเขาใจงาย นาเสนอผลการทดลองเปนลาดบขนตอนชดเจนดมาก

- จดกระทาขอมลเขาใจงาย นาเสนอผลการทดลองเปนลาดบขนตอนชดเจนพอใช

- จดกระทาขอมลเขาใจพอควร และนาเสนอผลการทดลองไมเปนลาดบขนตอน

- จดกระทาขอมลไมเขาใจ และนาเสนอผลการทดลองไมเปนลาดบขนตอน

4

3

2

1

3.3 การสรปผลการทดลอง

- สรปผลการทดลองดวยตนเองไดชดเจนดมาก ครบถวนตรงตามจดประสงค

- สรปผลการทดลองไดชดเจนด คอนขางจะครบถวนตรงตามจดประสงค

- สรปผลการทดลองดวยตนเองไมไดทงหมด ตองไดรบคาแนะนาเปนบางสวน

- สรปผลการทดลองไมได

4

3

2

1

3.4 การอภปรายผลและขอแสนอแนะ

- อภปรายผลการทดลองถกตองและสอดคลองกบจดประสงคของการทดลอง

- อภปรายผลการทดลองถกตองและสอดคลองกบจดประสงคการทดลองเปนสวนใหญ

- อภปรายผลการทดลองถกตอง แตสอดคลองกบจดประสงคของการทดลองบางสวน

- อภปรายผลการทดลองไมถกตอง และไมสอดคลองกบจดประสงค

4

3

2

1

44



ชอ-สกล...............................................................................ชน .................เลขท .............................

คาชแจง











5 4 3 2 1






สรป ( x )







สรป ( x )

45


5 4 3 2 1











สรป ( x )


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

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


( )

............./.............../.............

46




สาระท 5 : พลงงาน หนวยการเรยนร ท 1 ชอหนวยยอย กฎการอนรกษพลงงาน


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







พลงงานตางๆของวตถจะไมสญหาย แตอาจเปลยนรปจากพลงงานหนงเปนอกพลงงานหนง

ซงเปนไปตามกฎการอนรกษพลงงานกล กฎการอนรกษพลงงานกลสามารถใชวเคราะหการเคลอนท

ตางๆ เชน การเคลอนทแบบวงกลมในระนาบดง การเคลอนทของวตถทตดสปรง การเคลอนทภายใต

สนามโนมถวงของโลก เปนตน


1. วเคราะหความสมพนธระหวางพลงงานศกยโนมถวงและพลงงานจลนของวตถและอธบาย

ความสมพนธของพลงงานทงสอง

2. ใชกฎการอนรกษพลงงานกลอธบายการเปลยนรปพลงงาน พรอมทงยกตวอยางประกอบ


- อธบายเกยวกบกฎการอนรกษพลงงานได


- ประยกตใชความรเกยวกบกฎการอนรกษพลงงานในชวตประจาวนได


- หาความสมพนธของพลงงานรปแบบตางๆตามกฎการอนรกษพลงงานได

- คานวณหาปรมาณทเกยวของกบกฎการอนรกษพลงงานได


47


















1. ครสาธตการตกอยางเสรของถงทราย ใหนกเรยนสงเกตวามปรมาณใดเปลยนแปลงไป

บาง (ปรมาณทเปลยนไป คอ เมอระดบของวตถลดลง อตราเรวของวตถจะเพมขน)

2. ครตงประเดนคาถามวา

- การทเมอระดบของวตถลดลง แลวความเรวเพมขน แสดงวาพลงงานจลนของวตถ

จะเปลยนแปลงอยางไร (พลงงานจลนของวตถจะเพมขน)

- เมอวตถเคลอนทลงสพนโลก คาพลงงานศกยของวตถจะมการเปลยนแปลง

อยางไร (พลงงานศกยของวตถจะลดลง)

3. ครอภปรายรวมกบนกเรยนวา ผลบวกของพลงงานศกยและพลงงานจลน เรยกวา

พลงงานกลรวมของวตถ

4. ครตงปญหาถามนกเรยนวา พลงงานกลรวมของวตถทตกลงมาอยางเสร ณ ตาแหนง

ตางๆจะมการเปลยนแปลงหรอไม อยางไร

48


5. ครและนกเรยนรวมกนอภปรายการนากฎการเคลอนทมาคานวณหาพลงงานศกยโนมถวง

และพลงงานจลนของวตถ ณ ตาแหนงตางๆ เมอวตถตกแบบเสร และใหนกเรยนวเคราะหวา การ

หยอนถงทรายลงแนวดงโดยมอจบถงทรายตลอดเวลา ใหถงทรายเคลอนทลงดวยอตราเรวคงตว และ

ถาโยนวตถขนในแนวดง ภายใตแรงโนมถวงของโลกเพยงแรงเดยว พลงงานกลรวมของถงทรายและ

วตถ ณ ตาแหนงตางๆเปลยนแปลงอยางไร จนไดขอสรปวา

- การเคลอนทแบบเสรของวตถภายใตแรงโนมถวงของโลก โดยไมมแรงอนมากระทา พลงงานกล

รวมของวตถ ณ ตาแหนงตางๆยอมมคาคงตวเสมอ

- เมอวตถตก ในแตละระดบพลงงานศกยโนมถวงลดลงมคาเทากบพลงงานจลนทเพมขน

- เมอขวางวตถตามแนวดงอยางเสร ณ ตาแหนงตางๆ พลงงานศกยโนมถวงจะเพมขนเทากบ

พลงงานจลนของวตถทลดลง

6. ครใหนกเรยนวเคราะหวาพลงงานกลรวมของสปรงมคาคงตว โดยใชคาถามนาการ

วเคราะห เชน

- ขณะสปรงถกกด พลงงานกลรวมของสปรงมคาเทาใด

- เมอปลอยใหสปรงดดกลบ พลงงานกลมการเปลยนแปลงอยางไร

- ทตาแหนงสมดล สปรงมพลงงานใดมากทสด

- เราจะสรปพลงงานกลรวมของสปรงไดวาอยางไร

7. ครอภปรายรวมกบนกเรยน จนไดขอสรปวา ในการเคลอนทของวตถภายใตแรงโนมถวง

ของโลก หรอภายใตแรงยดหยน พลงงานกลรวมขอวตถจะมคาคงตวเสมอ ซงเปนไปตามกฎการ

อนรกษพลงงาน ทกลาววา พลงงานรวมของวตถจะมาสญหายไปไหน แตอาจเปลยนจากรปหนงไป

เปนอกรปหนง


9. ครนานกเรยนอภปรายเกยวกบการเปลยนรปพลงงานอนๆนอกเหนอจากการพลงงานท

กลาวมา โดยใหนกเรยนยกตวอยาง จนไดขอสรปวา ถงแมจะมการเปลยนรปพลงงาน แตพลงงานรวม

ของระบบยงมคาคงตวเสมอ ซงเปนไปตามกฎการอนรกษพลงงาน

(ตวอยางเชน การเปลยนพลงงานแสงอาทตยทสองมายงโลก เปนพลงงานความรอน หรอ

พลงงานไฟฟา การเปลยนพลงงานกลของนาทตกลงมายงหนาเขอน เทยบกบตาแหนงใตเขอน และ

การเปลยนพลงงานศกยของนาไปเปนพลงงานไฟฟาเมอใหนาผานเครองกาเนดไฟฟา พลงงานไฟฟาท

ไดเปลยนเปนพลงงานแสงของหลอดไฟ หรอพลงงานกลของมอเตอรไฟฟา)

49

10. ครยกตวอยางการนากฎการอนรกษพลงงานไปใชแกปญหาโจทยจากตวอยางในใบความร

ท 4 แสดงวธการหาคาตอบตวอยางท 1 และตวอยางท 2 บนกระดาน


11. ครอภปรายรวมกบนกเรยนโดยใช Interactive Simulations: energy-skate-park-

basics_en.jar ตามคมอโปรแกรมสอการเรยนการสอนวชาฟสกส 2 (ว30202) เรอง งานและพลงงาน

12. ครเปดโอกาสใหนกเรยนสอบถามเนอหาเรอง กฎการอนรกษพลงงาน วามสวนไหนทยง

ไมเขาใจและใหความรเพมเตมในสวนนน จากนนใหนกเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน



13. พลงงานกลรวมของวตถ ประกอบดวยพลงงานใดบาง (พลงงานกลรวมของวตถ คอ

ผลรวมของพลงงานจลนและพลงงานศกยของวตถ)

14. กฎการอนรกษพลงงานกลาววาอยางไร ( กฎการอนรกษพลงงานกลาววา พลงงาน

รวมของวตถจะไมสญหายไปไหน แตอาจเปลยนรปจากรปหนงไปเปนอกรปหนง)

15. นาเหนอเขอนถกปลอยลงมาเขาเครองกาเนดไฟฟาสามารถผลตพลงงานไฟฟาได จะม

การเปลยนแปลงของพลงงานอยางไร ( พลงงานศกยโนมถวงของนา เปลยนเปนพลงงานจลนในการ

หมนเครองกาเนดไฟฟาจากนนจงเปลยนเปนพลงงานไฟฟา )

16. ปลอยลกบอลจากทสงใหตกกระทบพน แลวลกบอลสะทอนขนจากพน มการ

เปลยนแปลงของพลงงานอยางไร ( ลกบอลมพลงงานศกยโนมถวงและเปลยนเปนพลงงานจลนขณะ

กระทบพนจะสญเสยพลงงานบางสวนไปเปนเสยงและทาใหอนภาคของพนสนสะเทอน จากนน

พลงงานจลนจงเปลยนเปนพลงงานศกยโนมถวงอกครง)

17. ถารถยนตเรมเคลอนทจากจดหยดนง แลวเพมความเรวอยระยะหนง จากนนเบรกให

ความเรวลดลงจนรถหยด จะมการเปลยนแปลงพลงงานอยางไร (ขณะรถเพมความเรวพลงงานเคมใน

นามนเชอเพลงเปลยนเปนพลงงานจลนและพลงงานความรอน ขณะรถเบรก พลงงานจลน

เปลยนเปนพลงงานความรอน)

18. ใหนกเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน จานวน 5 ขอ

ครมอบหมายใหนกเรยนไปศกษาเนอหา เรอง กาลง ซงจะเรยนในชวโมงตอไปมาลวงหนา



50

2. ถงทราย

3. เชอก

4. สปรง

5. ใบความรท 4 เรอง กฎการอนรกษพลงงาน

6. คมอโปรแกรมสอการเรยนการสอนวชาฟสกส 2 (ว30202) เรอง งานและพลงงาน

7. สอการสอนอเลกทรอนกส Interactive Simulations: energy-skate-park-

basics_en.jar











เรยนร



นกเรยน






ประเมน




51


เรอง กฎการอนรกษพลงงาน


ถาปลอยวตถมวล m ใหตกแบบเสร ความเรวเปนศนย เมออยสง 0h จากพนดนตอมาเมอ

วตถนมความเรว 1v เมออยสง 1h จากพนดน และเมออยสง 2h จากพนดน มความเรว 2v

จากสมการ 2 2v u 2gs= +

ขณะมความเรว 1v 2 2

1 0 1v 0 2g(h h )= + −

คณ 1

m2

ทงสองขาง จะได 2

1 0 1

1mv mg(h h )

2= −

2

1 1 0

1mv mgh mgh ..........................(a)

2+ =

ขณะมความเรว 2v 2 2

2 0 2v 0 2g(h h )= + −

คณ 1

m2

ทงสองขาง จะได 2

2 0 2

1mv mg(h h )

2= −

2

2 2 0

1mv mgh mgh ..........................(b)

2+ =

เนองจาก (a) (b)=

ดงนน 2 2

1 1 2 2

1 1mv mgh mv mgh

2 2+ = +

นนคอ ในการเคลอนทแบบเสรของวตถภายใตแรงโนมถวงของโลก พลงงานกลรวมของวตถ

ณ ตาแหนงใดๆ มคาเทากบผลรวมของพลงงานจลนและพลงงานศกยของวตถ ซงมคาคงตวเสมอ กฎ

การอนรกษพลงงานกลาววา “พลงงานรวมของวตถจะไมสญหายไปไหน แตอาจเปลยนรปจากรปหนง

ไปเปนอกรปหนง”

ตวอยางท 1 ปลอยวตถตกจากทสงจากพน h ตองการหาความเรววตถทพน

วธทา สงเกตรปการเคลอนท

52

พจารณาการเคลอนทของวตถจาก A B

วตถเคลอนทจาก A B ไมมแรงเสยดทานและแรง P ใดๆ กระทา

ดงนนสมการพลงงานจะได EA = EB

ท A มแตพลงงานศกยโลก ∴ EA = mgh

ท B มแตพลงงานจลน ∴ EB = 2mv21

ดงนน mgh = 2mv21

v = gh2

ตวอยางท 2 สปรงอนหนงยดแนนปลายขางหนงและปลายอกขางหนงอสระ วตถมวล m

อดสปรงเขาไปไดระยะ x แลวปลอยใหกระเดนออกมา จงหาความเรวของวตถทกระเดนออกมา

วธทา สงเกตรปการเคลอนทของวตถ

วตถเคลอนทจาก (1) ไป (2) ไมมแรงเสยดทานและแรง P ใดๆ กระทา

ดงนน จะไดสมการพลงงานคอ E1 = E2

2kx21 = 2mv

21

v = m

kx 2 = x

mk

53

แบบทดสอบหลงเรยน


ชอ……………………………………………………ชน ม.4 /…….เลขท……….

จงเตมเครองหมาย () หรอ ( ) ลงไปหนาคาตอบทถกตองถาผดใหแกคาตอบใหถกตองลงไป

ในทวางดานขวามอ

______ 1. พลงงานจลนมคาเปนบวกเสมอ

2. พลงงานศกยมคาไดทงบวกและลบ

3. พลงงานกลไมสามารถเปลยนรปเปนงานได

4. เมอไมมแรงเสยดทานมากระทาพลงงานรวมทแตละจดจะเทากน

5. เมอมแรงเสยดทานมากระทา พลงงานทจดเรมตน + งานของแรงเสยดทานเทากบ

พลงงานรวมทจดปลาย

54

เฉลย

แบบทดสอบหลงเรยน


ชอ……………………………………………………ชน ม.4 /…….เลขท……….

จงเตมเครองหมาย () หรอ ( ) ลงไปหนาคาตอบทถกตองถาผดใหแกคาตอบใหถกตองลงไป

ในทวางดานขวามอ

1. พลงงานจลนมคาเปนบวกเสมอ

2. พลงงานศกยมคาไดทงบวกและลบ

3. พลงงานกลไมสามารถเปลยนรปเปนงานได

4. เมอไมมแรงเสยดทานมากระทาพลงงานรวมทแตละจดจะเทากน

5. เมอมแรงเสยดทานมากระทา พลงงานทจดเรมตน + งานของแรงเสยดทานเทากบ

พลงงานรวมทจดปลาย

55




มวนย


และทา

กจกรม

มจต


รวมกน

อภปราย

ซกถาม

ใฝเรยน

ใฝร

รวมทา

กจกรรม

กลม

ซอสตย

สจรต

มงมน


สาเรจ



ครบถวน







56



ชอ-สกล...............................................................................ชน .................เลขท .............................

คาชแจง











5 4 3 2 1






สรป ( x )







สรป ( x )

57


5 4 3 2 1











สรป ( x )


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

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


( )

............./.............../.............

58




สาระท 5 : พลงงาน หนวยการเรยนร ท 1 ชอหนวยยอย กาลง


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







กาลง คอ งานททาไดในหนงหนวยเวลา


1. อธบายความหมายของกาลงเฉลยและกาลงขณะหนง

2. คานวณหากาลง (เฉลย) จากงานในชวงเวลาของการทางาน


- อธบายเกยวกบกาลงได


- ประยกตใชความรเกยวกบกาลงในชวตประจาวนได


- คานวณหาปรมาณทเกยวของกบกาลงได






59














1. ครยกตวอยางการทางานตางกนในชวงเวลาตางๆ กน ตามรายละเอยดในหนงสอเรยน แลว

จงใหความเหนวาปรมาณงานททาไดในหนงหนวยเวลา เรยกวา กาลง


2. ครนาอภปรายและใหความรเกยวกบเรองกาลง หนวยเปนจล/วนาท เรยกวา วตต และ

หนวยของกาลงทใชในชวตประจาวน เชน เครองยนต เครองจกร เครองใชหรอเครองใชไฟฟา ซงจะ

บอกกาลงเปนวตต หรอกโลวตต


3. ครยกตวอยางเพอคานวณหากาลงและปรมาณตางๆทเกยวของอยางหลากหลายตาม

ใบความรท 5 เรอง กาลง ตวอยางท 1 – ตวอยางท 4


4. ครเปดโอกาสใหนกเรยนสอบถามเนอหาเรอง กาลง วามสวนไหนทยงไมเขาใจและให

ความรเพมเตมในสวนนน

60

5. ครใหนกเรยนทาแบบฝกหดทายบทในหนงสอเรยนฟสกส เลม 2 คาถามขอ 17 และปญหา

ขอ 25 - 28


5. ครนาอภปราย สรปเนอหา ดวยคาถามตอไปน

1) กาลง หมายความวาอยางไร (อตราการทางาน หรอปรมาณงานททาตอหนงหนวยเวลา

มหนวยเปน จล/วนาท หรอ วตต)

2) จะสามารถหากาลงของวตถทเคลอนทดวยอตราเรวคงท ไดอยางไร

(P = t

W = F.vav)

3) เครองใชไฟฟา มหนวยเปนอะไร (วตต หรอกโลวตต)

ครมอบหมายใหนกเรยนไปศกษาเนอหา เรอง เครองกล แหลงพลงงานและการใชพลงงาน ซง

จะเรยนในชวโมงเรยนตอไปมาลวงหนา



2. ใบความรท 5 เรอง กาลง











เรยนร



นกเรยน






ประเมน




61


เรอง กาลง ระดบชนมธยมศกษาปท 4 วชาฟสกส 2 (ว30202)

กาลง คอ อตราการทางาน มหนวยเปน จล/วนาท หรอ วตต

ถาให P = กาลง มหนวยเปน วตต

W = งาน มหนวยเปน จล

t = เวลา มหนวยเปน วนาท

จากนยาม จะได

P = dt

dW = dt

s.dF = dtds.F = F.v

∴ กาลงเฉลย จะได Pav = t

W = F.vav

กาลงขณะใดๆ P = dt

dW = F.v

ขอสงเกต 1. ถาวตถเคลอนทดวยอตราเรวคงท จะไดกาลงขณะใด มคาเทากบกาลงเฉลย

P = t

W = F.vav

2. กาลงมา 1 กาลงมา(HP) มคา 746 วตต (watt)

ตวอยางท 1 ขนาดของแรงทกระทากบวตถเปนนวตน มความสมพนธกบระยะทางทวตถเคลอนทใน

ทศเดยวกบแรงเปนเมตร เขยนแสดงได ดงรป

ก. จงประมาณคางานททาได

ข. จงหากาลงเฉลยเนองจากการทางานน ถาทางานอยนาน 5 วนาท

62

วธทา เนองจากแรงทกระทาตอวตถไมคงท

∴ W = Fs = พ.ท.ใตกราฟ F,s

W = พ.ท.ใตกราฟ ACB

= พ.ท.สเหลยมคางหม ABQP

= 21 x(1+4)x4 = 10 จล ตอบ

หากาลงเนองจากการทางานใน 5 วนาท

P = t

W = 5

10 = 2 วตต ตอบ

ตวอยางท 2 ววลากของหนก 200 นวตน ขนเนนซงเอยง 30 องศา ไปเปนระยะทาง 10 เมตร ดวย

อตราเรวสมาเสมอในเวลา 100 วนาท ถาสมประสทธของความเสยดทานระหวางของนนกบเนนเปน

23 จงคานวณหา

ก. แรงทววใช ข. กาลงเนองจากแรงทใช

ค. งานทเกดขนกบวตถในการเคลอนทน

วธทา ก. หาแรงทววใช

ใหววออกแรงลากของ = F

วตถเคลอนทดวยความเรวคงท

∴ ∑F = 0

F = f + 200sin300

= µ(200cos300) + 200sin300

= 23 x 200 x

23 +

2200

= 150 + 100

= 250 นวตน

ข. หากาลงเนองจากแรงทใช

งานเนองจากแรง F (WF) = F.s = 250 x 10 = 2500 จล

P = t

W = 1002500 = 25 วตต

63

ค. หางานทเกดขนกบวตถ

WT = ∑F .s = 0

ตวอยางท 3 งานของแรง F ซงกระทาบนวตถหนงมความสมพนธกบระยะทาง S ดงรป โดยวตถ

ใชเวลาเคลอนท 5 วนาท จะไดวา

ก. งานของแรง F เทากบ 40 จล

ข. กาลงของแรง F เทากบ 8 วตต

ค. ความเรงของวตถคงท

ง. ขอ ก. และ ข. ถก ขอ ค. ผด

วธทา ตอบขอ ข.

จาก W = F.S = พนทใตกราฟ F, S

จากรป W = พนทใตกราฟ OABC

แทนคา W = 21 x (5+3) x 10 = 40 จล

P = t

W = 540 = 8 วตต

เนองจากขนาดของแรงไมคงทจากสมการ F = ma จะได a ไมคงทดวย ตอบ

ตวอยางท 4 แรง F = 10 นวตน กระทาบนวตถหนงใหเคลอนทดวยความเรงคงทจากความเรว 5

m/s เปน 10 m/s กาลงของแรง F คอ

ก. 50 วตต ข. 100 วตต ค. 150 วตต ง. 200 วตต

วธทา หาระยะทางทวตถเคลอนทจาก S = t)2

vu( +

จากโจทย u =5, v = 15, S = S , t = t

แทนคา S = t)2155( + = 10t

หากาลง P = t

W = t

FS = t

)t10(10

หรอหาจาก = F. vav = 2

)vu(F +

= 2

)155(10 +

= 100 วตต ตอบ

64




มวนย


และทา

กจกรม

มจต


รวมกน

อภปราย

ซกถาม

ใฝเรยน

ใฝร

รวมทา

กจกรรม

กลม

ซอสตย

สจรต

มงมน


สาเรจ



ครบถวน







65



ชอ-สกล...............................................................................ชน .................เลขท .............................

คาชแจง











5 4 3 2 1






สรป ( x )







สรป ( x )

66


5 4 3 2 1











สรป ( x )


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

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


( )

............./.............../.............

67




สาระท 5 : พลงงาน หนวยการเรยนร ท 1 หนวยยอย เครองกล แหลงพลงงานและการใชพลงงาน


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







เครองกลอยางงาย ไดแก คาน รอก พนเอยง ลอกบเพลา ลม และสกร การทางานของ

เครองกลอยางงายใชหลกการของงาน


1. อธบายความหมายของประสทธภาพเครองกล และหาประสทธภาพเครองกล

2. ใชหลกการของงานอธบายการทางานของเครองกลอยางงาย ไดแก รอก คาน ลอกบเพลา

พนเอยง ลมและสกรได

3. บอกความสาคญของพลงงานและความจาเปนในการใชพลงงานอยางประหยดได


- อธบายเกยวกบกฎเครองกลและประสทธภาพของเครองกลได

- อธบายเกยวกบแหลงพลงงาน การใชพลงงานอยางประหยดได


- ประยกตใชความรเกยวกบเครองกลในชวตประจาวนได


- คานวณหาปรมาณทเกยวของกบเครองกลและประสทธภาพของเครองกลได



68














5. มทกษะในการใชเทคโนโลย



1. ครตงคาถามนกเรยนวา ในแตละวนนนเราไดของเกยวกบสงอานวยความสะดวกอะไรบาง

(แนวคาตอบ กรรไกรตดกระดาษ ชอน ตะเกยบ ชะแลง ฯลฯ)

2. ครอภปรายรวมกบนกเรยนวาสงทยกตวอยางมานน เรยกวา เครองกล ซงประกอบ

ไปดวยเครองกลอยางงาย และเครองกลทมความสลบซบซอน และครกใหความหมายของเครองกลวา

“เปนเครองมอทชวยอานวยความสะดวกในการทางาน บางชนดอาจชวยผอนแรง บางชนดอาจไมชวย

ผอนแรง แตทกชนดไมชวยผอนงาน”

3. ครชใหนกเรยนเหนขอแตกตางการเรยนเรองเครองกลในเรองสมดลกลกบเรองงานและ

พลงงานวา ในทนจะเนนทประสทธภาพของเครองกลเปนหลก


4. ครอธบายหลกการทางานของเครองกลอยางงาย (เพมเตมจากเรองสมดลกล) 3 รายการ

ไดแก รอก ลอและเพลา คานดดคานงด ตามรายละเอยดในสวนทเปนเนอหา ใบความรท 6 โดยม

สาระสาคญดงน

69

เครองกลทกชนดจะใหงานแกเราได กตอเมอเราตองใหงานแกเครองกลนนกอน งานทเรา

ไดรบจากเครองกล ยอมนอยกวางานทเราใหแกเครองกลเสมอ ทงนเพราะงานทเราใหแกเครองกล

บางสวนตองสญเสยไปเนองจากแรงเสยดทานหรอความฝดของเครองกล ดงนนถาใชหลกการของงาน

หรอกฎการอนรกษพลงงานอธบายการทางานของเครองกลจะได

ถางานของแรงเสยดทานมคานอยมาก เมอเทยบกบงานทไดรบ ถอไดวางานของแรงเสยดทาน

เปนศนย

5. ครถามนกเรยนวา มกาตมนา อย 2 ใบใสนาเทากนใหพลงงานไฟฟาเทากน เวลาผานไป

10 นาทกาใบท 1 เดอดกอนใบท 2 ถามวากาตมนาใบไหนมประสทธภาพมากกวากน

(กาตมนาใบท 1 มประสทธภาพสงกวาใบท 2 เพราะวาใชเวลาในการทางานนอยกวา)

- ในทานองเดยวกนประสทธภาพของเครองกลกคอ ความสามารถในการทางานของเครองกล

เครองกลทมประสทธภาพสง ยอมดกวาเครองกลประเภทเดยวกนทมประสทธภาพตากวา

ประสทธภาพของเครองกลหาไดจาก ( ประสทธภาพของเครองกล คอ กาลงทไดรบจากเครองกล สวน

ดวยกาลงทใหกบเครองกล หรอ งานทไดรบจากเครองกล สวนดวยงานทใหกบเครองกล)


6. ครนาอภปรายรวมกบนกเรยนวา เครองกลนน ในทางอดมคตนนจะใหประสทธภาพสงสด

100 เปอรเซนต แตในทางปฏบตแลว จะเกดงานเนองจากแรงเสยดทาน ทาใหประสทธภาพ ไมเตม

รอยหรองานทไดรบ จะมคานอยกวางานทใหเขาไป

7. ครชใหนกเรยนเหนวาประสทธภาพของเครองกลเปนสงทประชาชนทวไปควรทราบ เพราะ

จะชวยใหสามารถเลอกใชอปกรณไดอยางถกตองและประหยด ทางสานกงานมาตรฐานอตสาหกรรม

ไดออกใบรบรองคณภาพสนคา ISO 9002 และบอกประสทธภาพของเครองใชไฟฟาเปนเบอร 1 ถง 5

(เพอความเขาใจงายของประชาชน) โดยทเบอร 5 เปนสนคาทมประสทธภาพสงสด หมายความวา ใช

พลงงานไฟฟานอยสด ในกลมสนคาประเภทเดยวกนทมกาลงเทากน

8. ครยกตวอยางหลกการทางานของรอกตามใบความรท 6

9. ครใหคาแนะนาเรองการใชพลงงานอยางประหยดใหนกเรยนเขาใจ ตวอยางเชน การใช

แสงสวางจากหลอดไฟฟาอานหนงสอ ความสวางทตกบนหนากระดาษตองเพยงพอทสายตาจะรบรได

ไมมากหรอนอยจนเกนไปและตองเปดไฟในบรเวณทตองการอานหนงสอเทานน

งานทใหกบเครองกล = งานทไดรบ + งานของแรงเสยดทาน

70

-เมอมองในภาพรวม ประชาชนทมฐานะปานกลางและยากจน จะใชพลงงานอยางประหยด

อยแลว เพราะไมมการใชเครองใชไฟฟาทมกาลงไฟฟาสง เชน เครองปรบอากาศ เครองทานารอน

เครองซกผา เครองลางจาน ผทใชพลงงานไฟฟาอยางไมประหยด คอ กลมคนทมฐานะ ตองมการ

รณรงคใหคนกลมนประหยด จงจะไดผล

- การใชพลงงานอยางประหยดมผลตอการอนรกษแหลงพลงงาน เพราะเมอเราใชพลงงาน

ไฟฟานอยลง กจะลดการใชนามนเชอเพลง ถานหนและทรพยากรธรรมชาตอนๆ

10. ครชและยาใหนกเรยนเขาใจวา ความหมายของการประหยดคอ การใชอยางคมคาและ

เปนประโยชน ไมใชการไมใชเลย เพอใหเกดความเขาใจทถกตองกบการอนรกษธรรมชาต เชน เรา

ตองการใชเกาอ โตะ บานเรอน ททาจากไม กตองมการตดไมมาใช การปลกปาทดแทน การควบคม

การตดไมใหถกหลกวชาจงเปนสงทจาเปนกบการอนรกษธรรมชาต การตดสนใจทมเหตผล พจารณา

ทงสวนด สวนเสยใหรอบคอบจงจะเปนการคดแบบวทยาศาสตร


11. ครเปดโอกาสใหนกเรยนสอบถามเนอหาเรอง เครองกล แหลงพลงงานและการใช

พลงงาน วามสวนไหนทยงไมเขาใจและใหความรเพมเตมในสวนนน



12. ทาไมเครองกลจงไมสามารถผอนงานได (เพราะวา จากกฎการอนรกษพลงงานกลาววา

พลงงานรวมของวตถจะไมสญหายไปไหน แตอาจเปลยนรปจากรปหนงไปเปนอกรปหนงได)

13. ประสทธภาพของเครองกล หาไดจากอะไร (ประสทธภาพของเครองกล คอ กาลงทไดรบ

จากเครองกล สวนดวยกาลงทใหกบเครองกล หรอ งานทไดรบจากเครองกล สวนดวยงานทใหกบ

เครองกล)

14. เปรยบเทยบการใชพลงงานของกลมคนทมฐานะและยากจนในกรณการใชนามนเชอเพลง

(กลมคนทมฐานะ จะใชรถยนตทมเครองยนตขนาดใหญเกนความจาเปน สวนคนยากจนหรอผมรายได

นอย กจะใชบรการขนสงมวลชนของรฐซงเปนการใชพลงงานอยางประหยดอยแลว)

15. ใหนกเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน เพอวดผลสมฤทธทางการเรยนวชาฟสกส 2 (ว

30202) เรอง งานและพลงงาน ทาแบบวดจตวทยาศาสตร และแบบประเมนความพงพอใจตอการ

จดการเรยนรแบบบรณาการ โดยใชการจาลองสถานการณแบบมปฏสมพนธ (Interactive

Simulations) และโปรแกรม SCILAB

71



2. ใบความรท 6 เรอง เครองกล พลงงานและการใชพลงงาน

3. แบบทดสอบวดผลสมฤทธทางการเรยนวชาฟสกส (หลงเรยน)

4. แบบวดจตวทยาศาสตร

5. แบบประเมนความพงพอใจตอการจดการเรยนรแบบบรณาการ โดยใชการจาลอง

สถานการณแบบมปฏสมพนธ (Interactive Simulations) และโปรแกรม SCILAB











เรยนร



นกเรยน






ประเมน




72


เรอง เครองกล แหลงพลงงานและการใชพลงงาน


เครองกล เปนเครองมอทชวยอานวยความสะดวกในการทางาน บางชนดอาจชวยผอนแรง

บางชนดอาจไมชวยผอนแรง แตทกชนดไมชวยผอนงาน

เราใชเครองผอนแรงในการทางาน โดยยดหลกใหงานแกเครองกลนอย แตเครองกลสามารถ

ทางานออกมาไดมาก

เครองผอนแรง มอยหลายชนดดวยกน ดงอธบายตอไปน

1. รอก ใหนกเรยนพจารณาระบบรอกดงรป

ออกแรง F1 ในการดงโซ ใหโซเคลอนทลงได Si ทาใหกลองวตถเคลอนทขนได SO โดย

แรงดงกลองเทากบ FO

พจารณาแรงทกลอง

เนองจากเปนโซเสนเดยวกน ดงนน ความตงในโซเสนเดยวกนมคาเทากนเทากบแรง Fi ดวย

จากรป จะได FO = 4Fi และ FO = mg

เมอโซถกดงใหเคลอนทลงได Si วตถเคลอนทขนได SO จะไดความสมพนธระหวาง Si และ

SO ดงน Si = 4SO

งานทใหแกเครองกล Wi = FiSi

งานทเครองกลใหออกมา WO = FOSO

- ถาระบบรอกมประสทธภาพ 100% จะได

งานทใหแกเครองกล = งานทเครองกลใหออกมา

Wi = WO

73

FiSi = FOSO

- ถาระบบรอกมความฝดจะใหประสทธภาพไมถง 100 % เราหาประสทธภาพไดดงน

เปอรเซนตของประสทธภาพ Eff = %100xระบบงานท�เขา

อกมางานท�ใหอ

ดงนน Eff = 100xWW

io = %100x

SFSF

iioo

อตราสวนระหวาง io

FF

เรยก การไดเปรยบเชงกลปรากฎ (AMA)

อตราสวนระหวาง oi

SS เรยก การไดเปรยบเชงกลจรง (IMA)

- ถาระบบรอกไมมความฝดจะมประสทธภาพ 100 % จะได

io

FF

= oi

SS หรอ FO =

oii

SSF

- ถาระบบรอกมความฝดจะใหประสทธภาพไมถง 100% จะได

Eff = %100xSFSF

iioo = %100x)

SS

)(FF

(io

io

= %100x)

SS1)(

FF

(

oii

o

= %100xIMAAMA

2. ลอและเพลา

เพลาดงรป รศมของลอในการยกนาหนก W มคาเทากบ a และรศมของเพลาทรบแรง F

เทากบ b ถาลอและเพลาดงรป มประสทธภาพ 100 % จะได

WO = Wi

FOSO = FiSi

FO(2πa) = Fi(2πb)

∴ io

FF

= ab

∴ IMA = ab

และ FO = ab Fi

74

3. คานดดคานงด

คานงดดงรป ออกแรง F1 กดคาน ทาใหเคลอนทลงไดระยะ S1 ปลายคานงดกอนหนดวย

แรง FO ทาใหกอนหนเคลอนทขนไดระยะ SO

ถาคานงดไมมแรงเสยดทาน จะมประสทธภาพ 100%

จากรป จะได Wi = WO

แทนคา FiSi = FOSO

io

FF

= oi

SS

∴การไดเปรยบเชงกลปรากฏ AMA = io

FF

∴การไดเปรยบเชงกลจรง IMA = oi

SS

ตวอยางการผอนแรงของระบบรอก

เขยนแรงทเกดกบระบบรอกทงสาม

75

ถาระบบรอกทงสามมประสทธภาพ 100% จะได

รปท 1) 3Fi = FO ; io

FF

= 3

oi

SS = 3 นนคอ IMA = 3


FF

= 2

oi



FF

= 4

oi


76




มวนย


และทา

กจกรม

มจต


รวมกน

อภปราย

ซกถาม

ใฝเรยน

ใฝร

รวมทา

กจกรรม

กลม

ซอสตย

สจรต

มงมน


สาเรจ



ครบถวน







77



ชอ-สกล...............................................................................ชน .................เลขท .............................

คาชแจง











5 4 3 2 1






สรป ( x )







สรป ( x )

78


5 4 3 2 1











สรป ( x )


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

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


( )

............./.............../.............

แผนการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ 2...

Education