แผนเทอม 1

3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณความเร่งเฉลี่ย และความเร่งขณะหนึ่งของวัตถุได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ ความเร่งเฉลี่ยคืออัตราส่วนระหว่างการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุกับช่วงเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ หน่วยในระบบเอสไอ คือ เป็นปริมาณเวกเตอร์ ความเร่งขณะหนึ่ง พิจารณาจากความเร่งเฉลี่ยโดยใช้ช่วงเวลาสั้นมาก ๆ หน่วยในระบบเอสไอ คือ เป็น ปริมาณเวกเตอร์ สำหรับการเคลื่อนที่แนวตรง ค่าบวก ลบของปริมาณเวกเตอร์แสดงถึงทิศทางของเวกเตอร์นั้น ๆ รวมทั้ง การกระจัด ความเร็วแลละความเร่งของวัตถุจะอยู่ในแนวเดียวกัน 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 5.1.2 ครูนำเข้าสู่บทเรียนโดยสนทนาถึงการเคลื่อนที่ต่างๆโดยซักถามนักเรียนในประเด็นต่อไปนี้ - รถยนต์แล่นด้วยความเร็วเท่ากันหรือไม่ (นักเรียนตอบคำถามได้อย่างอิสระ) - การขี่รถจักรยานยนต์ของนักเรียนใช้ความเร็วกันหรือไม่ (นักเรียนตอบคำถามได้อย่าง อิสระ) 5.1.3 ครูถามคำถามดังต่อไปนี้ - ในชีวิตประจำวันสามารถพบเห็นการเปลี่ยนแปลงความเร็วได้อย่างไรบ้าง (นักเรียน ตอบคำถามได้อย่างอิสระ)

- นักเรียนรู้ได้อย่างไรว่าวัตถุเคลื่อนที่แบบมีความเร่ง (แนวคำตอบ ความเร็วมี การเปลี่ยนแปลง) 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่าการเปลี่ยนแปลงเวกเตอร์ความเร็วเกิดขึ้นได้กรณีใดบ้าง (แนวคำตอบ การเปลี่ยนแปลงเวกเตอร์ความเร็วเกิดขึ้นได้ 3 กรณี กรณีที่ 1 ขนาดความเร็วเปลี่ยน แต่ทิศคง เดิม กรณีที่ 2 ทิศความเร็วเปลี่ยน แต่ขนาดคงเดิม และกรณีที่ 3 ขนาดและทิศทางความเร็วเปลี่ยนไปพร้อม ๆ กัน) 5.2.2 ครูให้นักเรียนสืบค้นเกี่ยวกับความเร่งเฉลี่ยละความเร่งขณะหนึ่ง 5.2.3 ครูนำเสนอวิธีการคำนวณหาค่าความเร่งจากสมการความเร่ง = ∆ ∆ = 2−1 2−1 มีหน่วยเป็น เมตรต่อวินาที2 พร้อมยกตัวอย่าจงยกหาความเร่งเฉลี่ยของวัตถุในหนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. หน้า 57 และหน้า 59 5.2.4ครูชวนนักเรียนอภิปรายเกี่ยวกับความเร่งเพื่อให้นักเรียนเข้าใจมากยิ่งขึ้นว่า ในการเคลื่อนที่ของวัตถุ บางช่วงเวลาขนาดของความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งกล่าว ได้ว่าวัตถุมีความเร็วคงตัวแต่ถ้าขนาดความเร็วเปลี่ยนหรือทิศการเคลื่อนที่เปลี่ยนหรือเปลี่ยนทั้งขนาดของความเร็ว และทิศทางการเคลื่อนที่ เราจะเรียกวัตถุนั้นมีความเร่ง เช่น รถที่เลี้ยวโค้งด้วยขนาดของความเร็วคงตัว ก็ถือว่ารถมี ความเร่ง เพราะทิศการเคลื่อนที่ของรถเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา 5.2.5 ครูให้นักเรียนทำกิจกรรรมการหาความเร่งเฉลี่ยและความเร่งขณะหนึ่งของรถทดลอง โดย ใช้แถบกระดาษจากจากกิจกรรมที่แล้ว 5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายสรุปกิจกรรมว่าความเร่งเฉลี่ยของรถทดลองตลอด การเคลื่อนที่หาได้จากผลต่างความเร็วที่เวลาสุดท้ายและเวลาเริ่มต้นหารด้วยเวลาที่ใช้ ส่วนความเร่งขณะหนึ่งของ รถทดลองหาได้จากการนำ ความเร็วระหว่าง 2 ช่วงจุดหารด้วยเวลาที่ใช้คือ 2/50 วินาที 5.3.2 ครูถามนักเรียน ดังต่อไปนี้ - วัตถุที่มีความเร่งเป็นลบ คือวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ช้าลงใช่หรือไม่ อย่างไร

(แนวคำตอบ วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งเป็นลบ อาจเคลื่อนที่ช้าลงหรือเร็วขึ้นก็ได้ ขึ้นอยู่กับทิศของความเร่ง มีทิศเดียวกันหรือทิศตรงข้ามกับความเร็ว เช่น ในกรณีขว้างวัตถุขึ้นในแนวดิ่ง เมื่อกำหนดให้ทิศขึ้นเป็นบวก ในช่วงที่วัตถุเคลื่อนที่ขึ้น ความเร็วมีทิศขึ้นจะเป็นบวก ความเร่งมีทิศลงจะเป็นลบ กรณีนี้วัตถุเคลื่อนที่ช้าลง แต่ ถ้าพิจารณาในช่วงที่วัตถุเคลื่อนที่ลง ความเร็วมีทิศลงจะเป็นลบ ความเร่งมีทิศลงจะเป็นลบ กรณีนี้วัตถุ เคลื่อนที่เร็วขึ้น) - การที่ความเร่งมีเครื่องหมายเป็นบวก หมายถึง วัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้นเสมอใช่หรือไม่ อย่างไร (แนวคำตอบ ไม่ใช่ เครื่องหมายบวกบอกทิศทางของความเร่ง ถ้าความเร็วเดิมเป็นบวกวัตถุเคลื่อนที่ เร็วขึ้น แต่ถ้าความเร็วเดิมเป็นลบ วัตถุเคลื่อนที่ช้าลง) 5.4 ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างการคำนวณหาความเร่งเฉลี่ยและความเร่งขณะหนึ่ง - รถยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ในแนวตรงโดยมีความเร็ว 20 เมตรต่อวินาที ต่อมาคนขับได้เร่ง เครื่องยนต์ทำให้รถยนต์มีความเร่ง3เมตรต่อวินาที2 เป็นเวลา5วินาทีจงหาความเร็วที่สิ้นสุดเวลา5วินาที โจทย์กำหนดให้ v1 = 20 m/s, t1 = 0 s, t2 = 5 s, a = 3 m/s2 = 3 m/ 2 v = (3 m/s2 ) (5 s) + (20 m/s) = + 35 m/s ดังนั้น ความเร็วที่สิ้นสุดเวลา 5 วินาที มีค่าเท่ากับ +35 m/s - รถยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวระดับโดยมีความเร็ว 30 เมตรต่อวินาที คนขับมองเห็นท่อนไม้ใหญ่ขวางถนนอยู่ จึงเหยียบเบรกเพื่อให้รถหยุดภายในเวลา 6 วินาที จงหาความเร่งที่เกิดขึ้น โจทย์กำหนดให้ v1 = 30 m/s, v2 = 0 m/s, t2 = 6 s, t1 = 0 s

a = - 5 m/s ดังนั้น ความเร่งที่เกิดขึ้น มีค่าเท่ากับ - 5 m/s2 5.4.2 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง ความเร่งเฉลี่ยและความเร่งขณะหนึ่ง 5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1ครูตรวจสอบผลจากการทำใบบันทึกกิจกรรมเรื่องการหาความเร่งเฉลี่ยและความเร่ง ขณะหนึ่งของรถทดลอง และใบงาน เรื่อง ความเร่งเฉลี่ยและความเร่งขณะหนึ่ง 5.5.2ครูประเมินผลโดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคลและ การทำงานกลุ่ม 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบบันทึกกิจกรรมเรื่อง การหาความเร่งเฉลี่ยและความเร่งขณะหนึ่งของรถทดลอง และใบงาน เรื่อง ความเร่งเฉลี่ยและความเร่งขณะหนึ่ง 6.3 แถบกระดาษจากการทดลองเครื่องเคาะสัญญาณเวลา

7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายความเร่งเฉลี่ย และ ความเร่งขณะหนึ่งของวัตถุได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจากใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณความเร่งเฉลี่ย และความเร่ง ขณะหนึ่งของวัตถุได้ ใบงาน, ใบบันทึก กิจกรรม ตรวจคำตอบจากใบงาน, ใบบันทึกกิจกรรม ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้าน วิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกตพฤติกรรม ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70

แผนการจัดการเรียนรู้8 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง เรื่อง กราฟของการเคลื่อนที่แนวตรง เวลา 4 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรงและกฎ การเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์พลังงาน กล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 3. ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่งของ การเคลื่อนที่ของวัตถุในแนวตรงที่มีความเร่งคงตัวจากกราฟและสมการ รวมทั้งทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของ โลก และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้ 2. สาระสำคัญ วัตถุที่เคลื่อนที่ในแนวตรงเมื่อเวลาผ่านไป การกระจัด ความเร็วและความเร่งของวัตถุอาจเปลี่ยนไป สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณเหล่านี้กับเวลาในรูปกราฟของการเคลื่อนที่ ได้แก่ 1. กราฟระหว่างตำแหน่งกับเวลา โดยความชันของกราฟ คือ ความเร็ว 2. กราฟระหว่างความเร็วกับเวลา โดยความชันของกราฟ คือ ความเร่ง และพื้นที่ใต้กราฟคือ การกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ 2. กราฟระหว่างความเร่งกับเวลา โดยพื้นที่ใต้กราฟคือความเร็วที่เปลี่ยนไป

3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1)อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงของวัตถุจากกราฟตำแหน่งกับเวลาความเร็ว กับเวลา และความเร่งกับเวลาได้ 3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1)คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงของวัตถุจากกราฟตำแหน่งกับเวลา ความเร็วกับเวลา และความเร่งกับเวลาได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ 4.1 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดกับเวลา - ความชันของเส้นตรงที่ลากผ่านจุดสองจุดใด ๆ คือ ความเร็วเฉลี่ยระหว่างสองจุดนั้น - ความชันของเส้นตรงที่สัมผัสเส้นกราฟ คือ ความเร็วขณะหนึ่ง ณ เวลานั้น 4.2 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วกับเวลา - พื้นที่ใต้กราฟ คือ การกระจัด - ความชันของเส้นตรงที่ลากผ่านจุดสองจุดใด ๆ คือ ความเร่งเฉลี่ย ระหว่างสองจุดนั้น - ความชันของเส้นตรงที่สัมผัสเส้นกราฟ คือ ความเร่งขณะหนึ่ง ณ เวลานั้น 4.3 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งกับเวลา - พื้นที่ใต้กราฟ คือ การเปลี่ยนแปลงความเร็ว - กรณี การเคลื่อนที่แนวตรงที่มีความเร่งคงตัว ความเร่งเฉลี่ยจะมีค่าเท่ากับความเร่งขณะหนึ่ง

5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 5.1.2 ครูทบทวนความรู้เดิมเกี่ยวกับระยะทาง การกระจัด อัตราเร็ว ความเร็ว และความเร่ง เพื่อ เชื่อมโยงเนื้อหา และร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างระยะทาง การกระจัด อัตราเร็ว ความเร็ว ความเร่งกราฟที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่หลักๆมี3แบบได้แก่กราฟความสัมพันธ์ระหว่างการกระจัดกับเวลา กราฟ ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วกับเวลา และกราฟความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งกับเวลา 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูให้นักเรียน พิจารณาการเคลื่อนที่ของรถยนต์ ที่แสดงการกระจัดที่รถยนต์เคลื่อนที่ได้ใน แต่ละวินาที ซึ่งจากภาพการเคลื่อนที่ของรถยนต์ สามารถเขียนกราฟความสัมพันธ์ของการกระจัดกับเวลาได้ ที่มี ความเร็วคงตัว 5 m/s ดังนี้ 5.2.2 ครูอธิบายวิธีการคำนวณหาค่าความเร็วจากกราฟความสัมพันธ์ของการกระจัดกับเวลา ได้ ว่าเป็นกราฟเส้นตรงเฉียงขึ้น แสดงว่าเมื่อเวลาเพิ่มขึ้น การกระจัดที่รถยนต์เคลื่อนที่ได้จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยในอัตรา คงตัวหรือแปรผันตรงซึ่งกันและกันเมื่อหาความชันของกราฟในช่วงเวลา 1 – 3 วินาที จะได้ว่า ความชันของกราฟ = 5.2.3 ครูอธิบายให้นักเรียนเข้าใจมากขึ้นว่าค่าความชันของกราฟระหว่างการกระจัดกับเวลาที่หา ได้ ก็คือ ความเร็วของรถยนต์มีค่าเท่ากับ 5 m/s

จากสมการเส้นตรงทั่วไป คือ y = mx + c เมื่อ m คือ ความชันของเส้นตรง มีค่าเท่ากับ ∆y/∆x c คือ จุดตัดบนแกน y จากสมการ v=∆s/∆t หรือ s=vt เมื่อเทียบกับ y = mx + c แล้วกราฟระหว่างการกระจัด (s) กับเวลา (t) จะได้ ความชันเท่ากับความเร็ว (v) และจุดตัดบนแกน s เท่ากับ 0 (c = 0) 5.2.4 ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเกี่ยวกับกราฟการกระจัดกับเวลา ดังนี้ - ความชันของกราฟการกระจัดกับเวลาแทนความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ - เมื่อความเร็วคงตัว ความเร็วเฉลี่ยเท่ากับความเร็วขณะหนึ่ง - การหาความเร็วเฉลี่ยระหว่าง 2 จุดใด ๆ หาจากความชันของเส้นตรงที่ลากจากจุดทั้ง สองบนกราฟตรงช่วงเวลานั้น ความชันจะแทนความเร็วเฉลี่ยและแทนความเร็วขณะหนึ่งตรงจุดกึ่งกลาง ช่วงเวลานั้น 5.2.5 ครูให้นักเรียนพิจารณาการเคลื่อนที่ของรถยนต์ที่ความเร็ว ณ เวลาต่าง ๆ สามารถเขียน กราฟความสัมพันธ์ของความเร็วกับเวลาได้

5.2.6 ครูอธิบายความสัมพันธ์จากกราฟความเร็วกับเวลาว่า ความชันที่ได้จากกราฟความเร็วกับ เวลา คือ ความเร่ง และพื้นที่ใต้กราฟ คือ ระยะทาง หรือ การกระจัด หมายเหตุ ระยะทาง (s) = พื้นที่กราฟบน + พื้นที่กราฟล่าง ขนาดการกระจัด (s) = พื้นที่กราฟบน - พื้นที่กราฟล่าง 5.2.7 ครูให้นักเรียนพิจารณาความเร็ว เพื่อเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร่งกับ เวลา 5.2.8 ครูอธิบายความสัมพันธ์จากกราฟความเร่งกับเวลา ว่าพื้นที่ใต้กราฟที่ได้จากกราฟความเร่ง กับเวลา คือ การเปลี่ยนแปลงความเร็ว 5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 เปรียบเทียบกราฟความเร่ง ความเร็ว และการกระจัดที่สัมพันธ์กันกรณีความเร็วคงที่

5.3.2 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายสรุป ดังต่อไปนี้ 1) ความชัน (slope) ถ้าเป็นกราฟ การกระจัดกับเวลา ความชันคือ ความเร็วของวัตถุ ถ้าเป็นกราฟ ความเร็วกับเวลา ความชันคือ ความเร่งของวัตถุ ถ้าเป็นกราฟ ความเร่งกับเวลา ความชัน ไม่มีความหมาย 2) พื้นที่ใต้กราฟ (Area) ถ้าเป็นกราฟ การกระจัดกับเวลา พื้นที่ใต้กราฟ ไม่มีความหมาย ถ้าเป็นกราฟ ความเร็วกับเวลา พื้นที่ใต้กราฟ คือ การกระจัด ถ้าเป็นกราฟ ความเร่งกับเวลา พื้นที่ใต้กราฟ ความเร็ว 5.4 ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างโจทย์การคำนวณ ดังต่อไปนี้ - วัตถุหนึ่งเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางกับเวลา

- การเคลื่อนที่ของวัตถุแนวเส้นตรง ในช่วงเวลา 10 วินาที แสดงดังกราฟแสดง ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วกับเวลา - จากข้อที่ผ่านมา ความเร่งของวัตถุในช่วง 4 - 10 วินาที เป็นเท่าไร ความชันของกราฟ = ความเร่ง

ดังนั้น ความเร่งของวัตถุในช่วงเวลา 4 – 10 วินาที เท่ากับ -5 เมตรต่อวินาที2 - อนุภาคหนึ่งเคลื่อนที่จากจุดหยุดนิ่งด้วยความเร่งดังกราฟ ความเร่ง (a) กับเวลา (t) ดัง รูป จงหาความเร็วเมื่อเวลาผ่านไป 4 วินาที 5.4.2 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง กราฟการเคลื่อนที่แนวตรง 5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง กราฟการเคลื่อนที่แนวตรง 5.5.2 ครูประเมินผล โดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคล 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบความรู้ เรื่อง กราฟการเคลื่อนที่แนวตรง และใบงาน เรื่อง กราฟการเคลื่อนที่แนวตรง

7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การ ตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรง ของวัตถุจากกราฟตำแหน่งกับเวลา ความเร็วกับเวลา และความเร่งกับเวลาได้ ใบงาน ตรวจคำตอบ จากใบงาน ผ่านเกณฑ์ อย่างน้อยร้อย ละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรง ของวัตถุจากกราฟตำแหน่งกับเวลา ความเร็วกับเวลา และความเร่งกับเวลาได้ ใบงาน ตรวจคำตอบ จากใบงาน ผ่านเกณฑ์ อย่างน้อยร้อย ละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกต พฤติกรรม ผ่านเกณฑ์ อย่างน้อยร้อย ละ 70

แผนการจัดการเรียนรู้9 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง เรื่อง สมการสำหรับการเคลื่อนที่แนวตรง (แนวราบ) เวลา 4 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรงและกฎ การเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์พลังงาน กล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 3. ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่งของการเคลื่อนที่ ของวัตถุในแนวตรงที่มีความเร่งคงตัวจากกราฟและสมการ รวมทั้งทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก และ คำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้ 2. สาระสำคัญ ปริมาณที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ได้แก่ ตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่ง โดยความเร็ว และ ความเร่ง มีทั้งค่าเฉลี่ยและค่าขณะหนึ่งซึ่งคิดในช่วงเวลาสั้น ๆ สำหรับปริมาณต่าง ๆ ที่ เกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่ง คงตัวมีความสัมพันธ์ตามสมการ

3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวได้ 2) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่งคงตัวได้ 3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวได้ 2) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่งคงตัวได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว เป็นวัตถุที่ เคลื่อนที่โดยไม่มี การเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่และไม่มี การเปลี่ยนแปลงขนาดของความเร็ว นั่นคือ ความเร่งเป็นศูนย์เขียนสมการได้ว่า v=st การเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว สมการที่ใช้ในการคำนวณการ เคลื่อนที่ในแนวราบด้วย ความเร่งคงตัวมีดังนี้ 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ

5.1.2 ครูทบทวนความรู้เดิมเกี่ยวกับ ตำแหน่ง ระยะทาง การกระจัด อัตราเร็ว ความเร็ว และ ความเร่ง เพื่อเชื่อมโยงเนื้อหาและนำไปสู่การศึกษา เรื่อง สมการที่ใช้ในการคำนวณปริมาณต่าง ๆ 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายว่าการที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัวนั้น ความเร่ง จะต้องมีค่าอย่างไร จนสรุปได้ว่า วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ความเร่งของวัตถุจะต้องเป็นศูนย์อยู่ตลอดเวลา โดยสมการที่ใช้หาความเร็วเมื่อความเร่งเป็นศูนย์ คือ = 5.2.2ครูถำมค ำถำมกับนักเรียนว่ำวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยควำมเร่งคงตัวจะมีลักษณะกำรเคลื่อนที่เป็นอย่ำงไร (แนวค ำตอบเคลื่อนที่ด้วยควำมเร่งที่มีทั้งขนำดและทิศทำงคงเดิมตลอด กำรเคลื่อนที่)จำกนั้นร่วมกันอภิปรำยหำควำมสัมพันธ์ตำมสมกำร 5.2.3 ครูและนักเรียนพิจารณาสมการที่ได้จากข้อที่ผ่านมา จะได้ว่า ที่เวลาเริ่มต้น (t=0) วัตถุจะมี ความเร็วเริ่มต้นเป็น u เมื่อเวลาผ่านไป t วินาที วัตถุจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอตามค่าความเร่งที่คงตัวซึ่ง จะมีค่าเท่ากับ at ดังนั้น v คือความเร็วปลายของวัตถุที่เวลา t 5.2.4 ครูและนักเรียนร่วมกันวิเคราะห์หาความสัมพันธ์จากปริมาณต่าง ๆ เพื่อเชื่อมโยงไปสมการ อื่น ๆ - เมื่อพิจารณาพื้นที่ใต้กราฟจะเห็นว่ามีลักษณะเป็นสี่เหลียมคางหมูและมีค่าเท่ากับการ กระจัดของวัตถุ ซึ่งสามารถเขียนสมการได้ว่า การกระจัดของวัตถุ = พื้นที่ใต้กราฟ v กับ t

- แทนค่าสมการที่ (1) ลงใน สมการที่ (2) จะได้ว่า - จากสมการที่ (1) จะได้ = − จากนั้น แทนค่า t ลงในสมการที่ (2) จะได้ว่า 5.2.4 ครูเพิ่มเติมความรู้ให้นักเรียนดังต่อไปนี้ - วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ความเร่งจะมีค่าเท่ากับ 0 - เมื่อวัตถุเคลื่อนที่แล้วมีการหยุด ความเร็วปลายจะเท่ากับ 0 - เมื่อวัตถุเคลื่อนที่จากหยุดนิ่ง ความเร็วต้นจะเท่ากับ 0 - หากวัตถุเคลื่อนที่กลับมาที่เดิม การกระจัดจะเท่ากับ 0 5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูสรุปสมการที่ใช้เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่คง (ความเร่งคงที่) ดังนี้ สมการสำหรับ คำนวณหาปริมาณต่าง ๆ ของการเคลื่อนที่ในแนวตรง (แนวราบ) ด้วยความเร่งคงตัวมี 5 สมการ ได้แก่

5.3.2 ครูเพิ่มเติมความรู้เรื่อง การกำหนดเครื่องหมาย โดยยึดหลักต่อไปนี้ ให้ u เป็น + เสมอ ถ้า v, a, s มีทิศเดียวกับ u จะมีเครื่องหมายเป็น + ถ้า v, a, s มีทิศตรงข้ามกับ u จะมีเครื่องหมายเป็น - เวลา เป็นปริมาณสเกลาร์มีค่าเป็น + เสมอถ้าคำนวณแล้วเป็นลบห้ามนำเวลาค่านั้นมาตอบ 5.4 ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างโจทย์การคำนวณ ดังต่อไปนี้ - รถยนต์เริ่มเคลื่อนที่จากจุดสตาร์ท ไปทางขวามือ ด้วยความเร่ง 5 เมตรต่อวินาที2 เมื่อ เวลาผ่านไป 10 วินาที จงหาความเร็วของรถและระยะทางที่รถวิ่งได้ โจทย์ให้ a = 5 m/s2 , t = 10 s และ u = 0 m/s โจทย์ถามหา v = ? และ s = ? หาความเร็ว v จาก v = u + at V = 0 + (5 m/s2 )(10 s) V = 50 m/s - รถยนต์เริ่มเคลื่อนที่จากจุดสตาร์ท ไปทางขวามือ เมื่อเวลาผ่านไป 10 วินาที รถมี ความเร็วเป็น 50 เมตรต่อวินาที จงหาระยะทางที่รถเคลื่อนที่ไปได้ โจทย์ให้ t = 10 s, u = 0 m/s และ v = 50 m/s

โจทย์ถามหา s = ? - รถยนต์เริ่มเคลื่อนที่จากจุดสตาร์ท ไปทางขวามือ ด้วยความเร่ง 5 เมตรต่อวินาที2 จงหา ระยะทางของรถที่เคลื่อนที่ไปได้เมื่อรถมีความเร็ว 50 เมตรต่อวินาที โจทย์ให้ a = 5 m/s2 , u = 0 m/s และ v = 50 m/s โจทย์ถามหา s = ? - รถบัสกำลังออกจากป้ายด้วยความเร่ง 1 เมตรต่อวินาที2 ชายคนหนึ่งวิ่งตามรถบัสจาก ระยะห่าง 6 เมตร ด้วยความเร็วคงที่ 3.5 เมตรต่อวินาที จะต้องวิ่งตามรถบัสนานกี่วินาทีจึงจะทันรถบัส โจทย์ให้ a = 1 m/s2 , vคน = 3.5 m/s , sระหว่างคนกับรถ = 6 m และ uรถ = 0 m/s โจทย์ถามหา t = ? คนวิ่งตามรถทัน จะเห็นว่าคนวิ่งตามรถและทันกันจะมีระยะทางในการวิ่งเท่ากัน ดังนั้น เพื่อให้ง่ายต่อการคำนวณ ให้คูณ 2 เข้าทั้งสองฝั่ง เพื่อให้เป็นจำนวนเต็ม จะได้ 7t = 12 + t2 t 2 - 7t + 12 = 0 (t-3)(t-4) = 0

t = 3,4 วินาที ดังนั้นชานคนนี้จะวิ่งทันรถบัสครั้งแรกใน 3 วินาทีแรก - วัตถุเริ่มเคลื่อนที่จากหยุดนิ่งไปด้วยความเร่ง 4 เมตรต่อวินาที2 เป็นเวลา 5 วินาที ถ้า เคลื่อนที่ต่อไปด้วย ความเร็วคงตัว เป็นเวลาอีก 20 วินาที ต่อจากนั้นก็ลดความเร็วลงด้วยความหน่วง 5 เมตรต่อวินาที2 จนหยุด จงหาระยะที่วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ทั้งหมด ช่วงแรก ช่วงที่ 2 โจทย์ให้ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว a = 0 เนื่องจากความเร็วปลายช่วงแรกเป็นความเร็วต้นของช่วงที่ 2 หาความเร็วปลายช่วงแรก หาระยะทางในช่วงที่ 2 จาก s =vt s = (20)(20) = 400 m ช่วงที่ 3 จะได้ว่า u = 20 m/s, a = -5m/s2 , v = 0 m/s จาก 0 = 202 +2(-5)s s = 40 m ดังนั้น ระยะทางที่เคลื่อนที่ได้ = 50 + 400 +40 = 490 m 5.4.2 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง สมการสำหรับการเคลื่อนที่แนวตรง

5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง สมการสำหรับการเคลื่อนที่แนวตรง 5.5.2 ครูประเมินผล โดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคล 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบความรู้ เรื่อง สมการสำหรับการเคลื่อนที่แนวตรง และใบงาน เรื่อง สมการสำหรับการเคลื่อนที่แนว ตรง 7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวได้ 2) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ แนวตรงด้วยความเร่งคงตัวได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจาก ใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวได้ 2) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ แนวตรงด้วยความเร่งคงตัวได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจาก ใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกตพฤติกรรม ผ่านเกณฑ์อย่าง น้อยร้อยละ 70

แผนการจัดการเรียนรู้10 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การเคลื่อนที่แนวตรง เรื่อง การตกแบบเสรี (ด้วยความเร่งคงตัว) เวลา 6 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรงและกฎการเคลื่อนที่ ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัม และกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 3. ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่งของการเคลื่อนที่ ของวัตถุในแนวตรงที่มีความเร่งคงตัวจากกราฟและสมการ รวมทั้งทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลก และ คำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้ 2. สาระสำคัญ ปริมาณที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ได้แก่ ตำแหน่ง การกระจัด ความเร็ว และความเร่ง โดยความเร็ว และ ความเร่ง มีทั้งค่าเฉลี่ยและค่าขณะหนึ่งซึ่งคิดในช่วงเวลาสั้น ๆ สำหรับปริมาณต่าง ๆ ที่ เกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่ง คงตัวมีความสัมพันธ์ตามสมการ

3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวได้ 2) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่งคงตัวได้ 3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร็วคงตัวได้ 2) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่งคงตัวได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว เป็นวัตถุที่ เคลื่อนที่โดยไม่มี การเปลี่ยนทิศการเคลื่อนที่และไม่มี การเปลี่ยนแปลงขนาดของความเร็ว นั่นคือ ความเร่งเป็นศูนย์เขียนสมการได้ว่า v=st การเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว สมการที่ใช้ในการคำนวณการ เคลื่อนที่ในแนวราบด้วย ความเร่งคงตัวมีดังนี้ 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ

5.1.2 ครูทบทวนความรู้เดิมเกี่ยวกับ การเคลื่อนที่ของวัตถุในกรณีที่ความเร่งมีค่าคงตัว วัตถุตก อย่างอิสระด้วยความเร่งคงตัว เพื่อเชื่อมโยงเนื้อหาและนำไปสู่การศึกษา เรื่อง การตกแบบอิสระด้วยความเร่งคง ตัว 5.1.3 ครูให้นักเรียนปล่อยวัตถุให้ตกลงพื้น โดยนักเรียนสังเกตแนวการเคลื่อนที่ของของวัตถุว่ามี ลักษณะการเคลื่อนที่อย่างไร (แนวคำตอบ วัตถุมีการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในแนวดิ่ง ซึ่งเรียกว่า การตกแบบอิสระ (free fall)) 5.1.4 ครูเปิดวิดีโอเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งโดยปราศจากแรงต้านอากาศให้นักเรียนดู เพื่อแสดงให้นักเรียนเห็นว่าการตกแบบอิสระจะไม่ขึ้นกับมวลของวัตถุหรือรูปร่างของวัตถุ 5.1.5 ครูถามคำถามนักเรียน เพื่อให้นักเรียนได้ร่วมกันแสดงความคิดเห็น โดยใช้คำถามต่อไปนี้ - เหตุใดเมื่อปล่อยวัตถุจากที่สูง วัตถุจึงตกลงมาสู่พื้น (แนวคำตอบ เพราะวัตถุตกอย่าง อิสระภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลก) - วัตถุต่าง ๆ ตกลงสู่พื้นโลกในลักษณะเดียวกันหรือไม่ และระหว่างวัตถุที่มีมวลต่างกัน ตกจากจุดเดียวกัน พร้อมๆ กัน จะตกถึงพื้นพร้อมกันหรือไม่ เพราะเหตุใด (นักเรียนตอบคำถามได้อย่างอิสระ) 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration) 5.2.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับ การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของวัตถุที่ตกแบบอิสระ ว่า สามารถแบ่งพิจารณาได้ 3 แบบ ได้แก่ • การปล่อยวัตถุให้ตกในแนวดิ่ง • การขว้างวัตถุลงมาในแนวดิ่ง • การโยนวัตถุขึ้นในแนวดิ่ง 5.2.2 ครูให้นักเรียนทดลองปล่อยและขว้างวัตถุในแนวดิ่งแล้วให้นักเรียนสังเกตลักษณะ การเคลื่อนที่ของวัตถุ จากนั้นร่วมกันอภิปรายให้ได้ข้อสรุปดังนี้

- ทดลองการปล่อยวัตถุให้ตกในแนวดิ่ง - ทดลองการขว้างวัตถุลงมาในแนวดิ่ง - ทดลองการโยนวัตถุขึ้นในแนวดิ่ง

5.3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explanation) 5.3.1 ครูสรุปสมการที่ใช้เมื่อวัตถุตกอย่างอิสระ ด้วยความเร่งคงที่ตัว เกี่ยวกับสมการสำหรับ คำนวณหาปริมาณต่าง ๆ ของการเคลื่อนที่ในดิ่งด้วยความเร่งคงตัวมี 5 สมการ ได้แก่ 5.3.2 ครูเพิ่มเติมความรู้ให้กับนักเรียน เกี่ยวกับการกำหนดเครื่องหมาย ดังนี้ 1) ให้ u เป็นบวกเสมอไม่ว่าจะเคลื่อนที่ขึ้นหรือลง

- ปริมาณเวกเตอร์ใด มีทิศเดียวกันกับ u จะเป็นเครื่องหมาย + - ปริมาณเวกเตอร์ใด มีทิศตรงกันข้ามกับ u จะเป็นเครื่องหมาย – 2) สำหรับค่า g จะมีหลักพิจารณา คือ - ขว้างขึ้น ค่า g เป็นเครื่องหมาย – - ปล่อย หรือขว้างลง ค่า g เป็นเครื่องหมาย + 3) เวลาเป็นปริมาณสเกลาร์ มีค่าเป็นบวกเสมอ 4) ตัวแปรใดไม่ทราบค่าไม่ต้องแทนเครื่องหมายลงไป เมื่อคำนวณเสร็จจะได้เครื่องหมาย ออกมาเอง 5.4 ขั้นขยายความรู้ (Elaboration) 5.4.1 ครูยกตัวอย่างโจทย์การคำนวณ ดังต่อไปนี้ - ชายคนหนึ่งโยนก้อนหินขึ้นในแนวดิ่งด้วยความเร็วต้น 20 เมตร/วินาที กำหนดให้ g = 9.8 m/s2 ก. เมื่อใดก้อนหินมีความเร็วเป็นศูนย์ โจทย์ให้ u = 20 m/s, v = 0 m/s, g = 9.8 m/s2 v=u+gt 0=20+(-9.8)t t = 2.04 s ข. ก้อนหินขึ้นไปสูงสุดเท่าไร โจทย์ให้ u = 20 m/s, v = 0 m/s, g = 9.8 m/s2

- เด็กคนหนึ่งขว้างลูกบอลลงมาในแนวดิ่งด้วยความเร็ว 15 เมตรต่อวินาที เมื่อเวลาผ่าน ไป 2 วินาที ลูกบอลจะตกถึงพื้น ก. จงหาว่าจุดที่ข้างลูกบอล อยู่สูงเท่าไร โจทย์ให้ u = 15 m/s, t = 2 s, g = 9.8 m/s2 ข. จงหาว่าลูกบอลสัมผัสพื้นด้วยความเร็วเท่าไร โจทย์ให้ u = 15 m/s, t = 2 s, g = 9.8 m/s2 v=u+gt v=15+(9.8)(2) v = 34.6 m/s ค. จงหาว่าหากปล่อยลูกบอลลงมาเฉยๆ จะถึงพื้นเร็วหรือช้ากว่าตอนแรกกี่วินาที โจทย์ให้ u = 0 m/s, g = 9.8 m/s2, s = 49.6 m จะเห็นว่าในตอนแรกใช้เวลา 2 วินาที จึงถึงพื้น แสดงว่าในตอนหลังจะตกถึงพื้นช้ากว่าตอนแรก 3.18 – 2 = 1.18 วินาที

- ปล่อยวัตถุ A ให้ตกลงมาแบบอิสระ จากตึกสูง 50 เมตร ในขณะเดียวกันวัตถุ B ก็ถูก โยนขึ้นไปจากพื้นในแนวดิ่งด้วยความเร็ว 20 เมตรต่อวินาที ก. จงหาว่าเวลาผ่านไปเท่าใด วัตถุ A และ B ถึงจะเคลื่อนที่สวนทางกัน ระยะทางที่วัตถุ A และ B เคลื่อนที่ได้รวมกันจะมีค่าเท่ากับความสูงของตึก ข. จงหาตำแหน่งที่วัตถุ A และ B เคลื่อนที่สวนทางกัน จากข้อ ก. จะได้ว่า วัตถุทั้งสองชิ้นเคลื่อนที่มาสวนกันที่เวลา 2.5 วินาที ดังนั้น วัตถุ A และ B จะเคลื่อนที่สวนทางกันที่ตำแหน่ง 19.4 เมตร จากพื้น ค. จงหาว่าวัตถุชิ้นไหน จะตกถึงพื้นดินก่อนกัน พิจารณาวัตถุ A จะได้ว่า การกระจัดมีค่าเท่ากับความสูงของตึก

พิจารณาวัตถุ B จะได้ว่า การกระจัดมีค่าเท่ากับศูนย์ เพราะวัตถุ B เคลื่อนที่กลับมาที่จุดโยน จะได้ว่า tA < tB แสดงว่าวัตถุ A ใช้เวลาในการเคลื่อนที่น้อยกว่า วัตถุ B ดังนั้นวัตถุ A จะตกถึงพื้นก่อนวัตถุ B - กระถางต้นไม้ตกจากดาดฟ้าตึกผ่านหน้าต่างสูง 1.2 เมตร ในเวลา 0.3 วินาที ขอบบน ของหน้าต่างนี้ต่ำจากยอดตึกเท่าใด กำหนดให้ g = 10 m/s2 โจทย์ให้ u = 0 m/s, tหน้าต่าง = 0.3 s, g = 10 m/s2, sหน้าต่าง = 1.2 m, s =? ดังนั้น ความเร็วต้นที่กระถางตกผ่านขอบบนหน้าต่างมีค่าเท่ากับ 4 m/s มีทิศลง หาขอบบนของหน้าต่างต่ำจากยอดตึก - จุดบั้งไฟขึ้นไปในอากาศด้วยความเร่งคงที่ 10 เมตร/วินาที2 ในแนวดิ่งขึ้นไปได้ 6 วินาที เชื้อเพลิงหมด บั้งไฟจะขึ้นไปได้สูงจากพื้นกี่เมตร (กำหนดให้ค่า g = 10 m/s2) ช่วงที่ 1 เชื้อเพลิงยังไม่หมด (ขึ้นไปได้ 6 วินาที) หาความสูงของบั้งไฟที่เวลา 6 วินาที

จาก หาความเร็วของบั้งไฟที่เวลา 6 วินาที ช่วงที่ 2 เชื้อเพลิงหมด จะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งที่เกิดจากแรงดึงดูดของโลก - บอลลูนลูกหนึ่งกำลังลอยขึ้นตรง ๆ ในแนวดิ่งด้วยความเร็ว 10 เมตรต่อวินาที ขณะอยู่ สูงจากพื้นดิน 175 เมตร ก็ปล่อยก้อนหินลงมา อยากทราบว่านานเท่าใดก้อนหินถึงพื้นด้านล่าง จากโจทย์ ก้อนหินที่ถูกปล่อยลงมาจากบอลลูนจะมีค่าความเร็วต้นเท่ากับความเร็วของบอลลูน u = 10 m/s, g = 10 / 2 , s = -175 m, t ก้อนหินถึงพื้นด้านล่าง = ? จาก

ดังนั้น ก้อนหินตกถึงพื้นด้านล่างใช้เวลา 7 วินาที 5.4.2 นักเรียนทำใบงาน เรื่อง การตกแบบเสรี 5.5 ขั้นประเมิน (Evaluation) 5.5.1 ครูถามคำถามเพื่อตรวจสอบความเข้าใจของนักเรียน โดยใช้คำถามต่อไปนี้ - ลักษณะการเคลื่อนที่แบบตกแบบอิสระเป็นอย่างไร เกี่ยวอะไรกับแรงโน้มถ่วง (แนวคำตอบ วัตถุจะเคลื่อนที่ลงสู่พื้นโลกด้วยความเร่งคงตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกเพียงแรงเดียว เพราะไม่คิดแรงต้านอากาศที่เข้ามากระทำกับวัตถุ) - ปริมาณใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง (แนวคำตอบ ความเร่งเนื่องจาก แรงโน้มถ่วงของโลก) 5.5.2 ครูตรวจสอบผลจากการทำใบงาน เรื่อง การตกแบบเสรี 5.5.3 ครูประเมินผล โดยการสังเกตพฤติกรรมการตอบคำถาม พฤติกรรมการทำงานรายบุคคล 6. สื่อ/แหล่งการเรียนรู้ 6.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม ม. 4 เล่ม 1 สสวท. 6.2 ใบความรู้ เรื่อง การตกแบบเสรี และใบงาน เรื่อง การตกแบบเสรี

7. กระบวนการวัดและประเมินผล จุดประสงค์ เครื่องมือ วิธีการวัด เกณฑ์การตัดสิน ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการตก แบบเสรีได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจาก ใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่างน้อย ร้อยละ 70 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) คำนวณปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการตก แบบเสรีได้ 2) ทดลองหาค่าความเร่งโน้มถ่วงของโลกได้ ใบงาน ตรวจคำตอบจาก ใบงาน ผ่านเกณฑ์อย่างน้อย ร้อยละ 70 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ แบบประเมิน พฤติกรรม สังเกตพฤติกรรม ผ่านเกณฑ์อย่างน้อย ร้อยละ 70

แผนการจัดการเรียนรู้11 รายวิชา ฟิสิกส์ หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 แรงและกฎการเคลื่อนที่ เรื่อง แรง เวลา 4 ชั่วโมง ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 4 ภาคเรียนที่ 1/2566 ผู้สอน นางสาวจิราภรณ์ เประกันยา 1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ผลการเรียนรู้ สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรง แรงและกฎการเคลื่อนที่ ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกล ของวัตถุ งานและกฎการอนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัม และกฎการอนุรักษ์ โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้ 4. อธิบายแรงและผลของแรงลัพธ์ที่มีต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุ รวมทั้งทดลองหาแรงลัพธ์ของแรงสองแรงที่ ทำ มุมต่อกัน 2. สาระสำคัญ แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ซึ่งประกอบด้วยขนาดและทิศทางมีหน่วยเป็นนิวตันลักษณะของแรงประกอบด้วย ผู้ถูกกระทำ ผู้กระทำและทิศทาง แผนภาพของวัตถุอิสระ เป็นวิธีการหนึ่งที่จะทำให้การบรรยายแรงที่กระทำต่อวัตถุเป็นไปอย่างชัดเจน การ เขียนแผนภาพวัตถุอิสระจะเป็นการนำเอาวัตถุออกมาเขียนโดยไม่นำสิ่งแวดล้อมมาเขียน 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 ด้านความรู้ (K) 1) อธิบายความหมายของแรงได้ 2) อธิบายและเขียนแผนภาพวัตถุอิสระใน กรณีต่าง ๆ ได้

3) อธิบายความหมายเกี่ยวกับน้ำหนัก แรงสปริง แรงดึงเชือก แรงแนวฉาก และ แรงเสียทานได้ 3.2 ด้านด้านทักษะกระบวนการ(P) 1) เขียนแผนภาพวัตถุอิสระในกรณีต่าง ๆ ได้ 3.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) 1) มีความสนใจใฝ่รู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ 4. สาระการเรียนรู้ 4.1 ความหมายของแรง แรง (force) คือ ปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง แรงจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ สำหรับหน่วยของ แรงตามระบบเอสไอ คือ นิวตัน (N) 4.2 ลักษณะของแรง 1) แรงต้องมีผู้ถูกกระทำ (object) หรือวัตถุที่ถูกกระทำ ซึ่งอาจจะเป็นคนหรือสิ่งของ เช่น แรงที่เราผลักเก้าอี้ ผู้ถูกกระทำคือ เก้าอี้ 2) แรงต้องมีผู้กระทำ (agent of force) เช่น ผู้ออกแรงผลักเก้าอี้ คือเรา 3) แรงต้องมีทิศทาง (direction) เช่น แรงผลักเก้าอี้จะมีทิศไปด้านหน้า 4.3 การเขียนแผนภาพวัตถุอิสระ (free-body diagram) การเขียนแผนภาพวัตถุอิสระจะเป็นการนำเอาวัตถุที่เป็นระบบออกมาเขียนโดยไม่นำสิ่งแวดล้อม มาเขียนด้วย ทำให้ทราบว่า เรากำลังพิจารณาวัตถุก้อนใดอยู่ แล้วจึงเขียนแรงทุกแรงที่กระทำต่อวัตถุ โดยไม่เขียน แรงอย่างอื่นที่ไม่กระทำต่อวัตถุ 4.4 แรงชนิดต่าง ๆ ที่ควรรู้ - น้ำหนักของวัตถุ (weight) คือแรงที่โลกดึงดูดวัตถุ มีขนาดขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุ และมีทิศเข้า หาศูนย์กลางโลก

- แรงสปริง (spring force) เป็นแรงที่สปริงพยายามต้านกับแรงที่มากระทำ ต่อสปริง มีขนาด ขึ้นกับความยาวของสปริงที่เปลี่ยนไป มีทิศทางที่ทำ ให้สปริงกลับสู่รูปร่างเดิม - แรงดึง (tension force) เช่น แรงดึงเชือก เป็นแรงที่เชือกดึงวัตถุ มีทิศออกจากวัตถุ - แรงแนวฉาก (normal force) เป็นแรงกระทำ ระหว่างผิววัตถุสองก้อนที่สัมผัสกัน มีทิศตั้งฉาก กับแนวผิวสัมผัส - แรงเสียดทาน (frictional force) เป็นแรงกระทำ ระหว่างผิววัตถุสองก้อนที่สัมผัสกัน พยายาม ต้านการเคลื่อนที่ระหว่างวัตถุ มีทิศในแนวผิวสัมผัส 5. การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 5.1 ขั้นสร้างความสนใจ (Engagement) 5.1.1 ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ 5.1.2 ครูให้นักเรียนลองผลักประตู ผลักโต๊ะ และสังเกต พร้อมกับถามนักเรียน เพื่อให้นักเรียน แสดงความคิดเห็น โดยใช้คำถามต่อไปนี้ - นักเรียนสังเกตเห็นอะไร (แนวคำตอบ โต๊ะเคลื่อนที่, ประตูเปิดออก) - นักเรียนคิดว่าสิ่งนั้นเคลื่อนที่ได้เพราะอะไร (แนวคำตอบ เพราะออกแรงผลัก) - นักเรียนคิดว่าแรงคืออะไร (แนวคำตอบ สิ่งที่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ได้) 5.1.3 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับแรง และความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนสภาพ การเคลื่อนที่ของวัตถุกับแรงที่กระทำต่อวัตถุ รวมถึงความเป็นมาของความเข้าใจเกี่ยวกับแรงตั้งแต่สมัยอาริสโตเติล ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน 5.2 ขั้นสำรวจและค้นหา (Exploration)j 5.2.1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับ สถานการณ์ต่อไปนี้ - แรงจากผู้โยนกระทำต่อลูกโบว์ลิ่งอยู่หรือไม่ขณะลูกโบว์ลิ่งกำลังกลิ้งไปบนรางหลังจาก หลุดจากมือผู้โยนแล้ว (แนวคำตอบ ไม่มี เนื่องจากมือไม่ได้สัมผัสหรือออกแรงกระทำต่อลูกโบว์ลิ่ง ที่เห็นลูก