힘이 남긴 값, 멈춤이 갚는 값
중등과학 3-1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 질량 2인 수레 (비교용: 부딪혀 멈추는 수레)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①질량이 2인 수레를 힘 2로 밀어 4만큼 나아가게 했습니다. 힘 2와 거리 4를 곱해 [칸 A]에 적으세요.
- ②이 수레의 처음 속력은 1입니다. 2 × 1 × 1 ÷ 2 를 계산해 [칸 B]에 적으세요.
- ③밀고 난 뒤 속력은 3이 되었습니다. 2 × 3 × 3 ÷ 2 를 계산해 [칸 C]에 적으세요.
- ④[칸 C]의 값에서 [칸 B]의 값을 빼고, 그 결과가 [칸 A]와 같은지 비교해 확인하세요.
- ⑤이번엔 속력 3으로 달리던 같은 수레가 나무 도막에 부딪혀 멈췄습니다. [칸 C]의 값을 [칸 D]에 옮겨 적으세요.
- ⑥나무 도막을 미는 힘이 3이라면, [칸 D]의 값을 3으로 나누어 도막을 민 거리를 옆에 적으세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]의 값과 ([칸 C] − [칸 B])의 값이 같았나요? 이것은 이 수들이라서 생긴 우연인가요, 어떤 힘·거리·속력에서도 생기는 규칙인가요? 다른 힘·거리·속력을 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 힘 ___, 거리 ___로 해 보니 …
(2)수레를 밀 때는 [칸 A]의 값이 수레 쪽으로 쌓였고, 부딪혀 멈출 때는 [칸 D]의 값이 도막 쪽으로 옮겨 갔습니다. 무엇 때문에 값이 오가는 방향이 서로 반대가 되었을지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)
✎ 밀 때는 힘이 수레를 ___ 만들고, 부딪힐 때는 수레가 도막을 ___ 때문에 …
(3)멈춘 수레의 [칸 D] 값과 도막을 민 (힘 × 거리)는 서로 어떤 관계였나요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 활동을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 칸의 값을 정확히 계산하고, 비교·확인 지시를 빠짐없이 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 값을 직접 골라 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
힘이 남긴 값, 멈춤이 갚는 값 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.질량 3kg인 물체를 5N의 힘으로 힘의 방향으로 4m 밀었다. 이 물체에 한 일을 구하시오.
2.정지해 있던 질량 2kg인 물체가 힘을 받아 속력 4m/s가 되었다. 이 물체의 운동 에너지를 구하시오.
3.속력 3m/s로 움직이는 질량 4kg인 물체가 있다. 이 물체의 운동 에너지를 구하고, 물체가 멈출 때까지 다른 물체에 할 수 있는 일의 양을 쓰시오.
4.질량 2kg인 물체의 속력이 2m/s에서 5m/s로 커졌다. 이 물체에 한 일을 구하시오.
5.질량 5kg인 물체가 미끄러지다 10N의 마찰력을 받으며 4m를 가고 멈추었다. 멈추기 전 이 물체의 처음 속력을 구하시오.
정답
1. 일 = 힘 × 거리 = 5 × 4 = 20J
2. ½ × 2 × 4² = 16J
3. 운동 에너지 = ½ × 4 × 3² = 18J, 할 수 있는 일 = 18J
4. ½ × 2 × 5² − ½ × 2 × 2² = 25 − 4 = 21J
5. 처음 운동 에너지 = 마찰력 × 거리 = 10 × 4 = 40J, ½ × 5 × v² = 40 → v² = 16 → v = 4m/s