일정하게 빨라지는 움직임의 규칙 찾기
물리1 · 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: 1초마다 위치가 0, 4, 12, 24, 40 m 인 물체 P (비교용: 1초마다 위치가 0, 5, 10, 15, 20 m 인 물체 Q)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①물체 P의 위치가 0초부터 1초마다 0, 4, 12, 24, 40 m 였습니다. 이 다섯 값을 [칸 A]에 순서대로 적어 보세요.
- ②[칸 A]의 이웃한 두 값을 뒤에서 앞을 빼서 1초 동안 늘어난 값 네 개를 [칸 B]에 적어 보세요.
- ③[칸 B]의 이웃한 두 값도 같은 방법으로 빼서 나온 값 세 개를 [칸 C]에 적고, 같은 값끼리 ◯표 하세요.
- ④물체 Q의 위치는 0, 5, 10, 15, 20 m 였습니다. Q로 ②~③을 반복한 결과를 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤[칸 C]와 [칸 D]에서 나온 값들을 비교해서 다른 점 한 가지를 [칸 E]에 한 줄로 적어 보세요.
- ⑥[칸 B]와 [칸 C]의 규칙을 그대로 이어서, P의 5초 때 위치가 얼마일지 [칸 E] 아래에 예측해 적어 보세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 B]의 값들은 1초씩 지날 때마다 어떻게 변했나요? 그리고 [칸 C]의 값들은 왜 그런 모습이 되었을까요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ [칸 B]의 값은 1초마다 ___만큼 ___했고, 그래서 [칸 C]는 …
(2)[칸 C]가 모두 같은 값이 되는 것은 이 물체라서 생긴 우연일까요, 어떤 물체에서도 같은 방식으로 움직이면 생기는 규칙일까요? 다른 다섯 개의 위치 값을 직접 만들어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 만든 값 ___, ___, ___ 으로 해 보니 …
(3)[칸 D]는 [칸 C]와 무엇이 달랐나요? 물체 Q는 P와 어떤 점에서 다르게 움직였기에 그런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (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 [칸 B]와 [칸 C]에서 구한 값이 각각 무엇을 뜻하는지 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 물리 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 칸의 값을 빠짐없이 구하고, 두 물체에 같은 방법을 정확히 반복함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 자신이 만든 값으로 직접 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
일정하게 빨라지는 움직임의 규칙 찾기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 이제 배운 용어를 사용해 풀어 보자.
1.처음 속도 2 m/s 로 출발한 물체가 가속도 4 m/s² 로 등가속도 직선 운동을 한다. 3초 후의 속도와 3초 동안의 이동 거리를 구하시오. (v = v₀ + at, s = v₀t + ½at²)
2.정지해 있던 물체가 가속도 3 m/s² 로 등가속도 직선 운동을 시작했다. 5초 후의 속도와 5초 동안의 이동 거리를 구하시오.
3.속도 10 m/s 로 달리던 물체가 가속도 −2 m/s² 로 등가속도 직선 운동을 하여 정지하였다. 2as = v² − v₀² 를 이용해 정지할 때까지의 이동 거리를 구하시오.
4.속도−시간 그래프에서 그래프의 기울기와 그래프 아래 넓이는 각각 무엇을 뜻하는지 쓰시오. 또 가속도−시간 그래프의 넓이는 무엇을 뜻하는지 쓰시오.
5.위치−시간 그래프에서 한 점에서 그은 접선의 기울기와, 두 점을 잇는 직선의 기울기는 각각 무엇을 뜻하는지 쓰시오.
정답
1. 속도 v = 2 + 4×3 = 14 m/s · 이동 거리 s = 2×3 + ½×4×3² = 6 + 18 = 24 m
2. 속도 v = 0 + 3×5 = 15 m/s · 이동 거리 s = 0×5 + ½×3×5² = 37.5 m
3. s = (0² − 10²) / (2 × (−2)) = (−100)/(−4) = 25 m
4. 속도−시간 그래프: 기울기 = 가속도, 아래 넓이 = 변위 · 가속도−시간 그래프의 넓이 = 속도 증가량
5. 접선의 기울기 = 순간 속도 · 두 점을 잇는 직선의 기울기 = 평균 속도