Page 192 - 2020 제작 서논술형 평가문항집-통합

2015 개정 교육과정 중고등학교 과학과 서·논술형 문항집

문항 정보

학년:중3 단원: 운동과 에너지 중단원: 운동, 역학적 에너지 키워드: 자유낙하, 역학적 에너지
[9과19-02] 물체의 자유 낙하 운동을 분석하여 시간에 따른 속력의 변화가 일정함을 설명할 수 있다.
성취기준 [9과22-01] 위로 던져 올린 물체와 자유 낙하 물체의 운동에서 위치 에너지와 운동 에너지의 변화를 역학적 에너지
전환과 역학적 에너지 보존으로 예측할 수 있다.

예시 문항

질량이 1kg 공을 자유 낙하시켰더니 지면에 도달하기까지 2초가 걸렸다. 다음 설명을 참고하여 물음
에 답하시오. (단, 모든 마찰은 무시한다.)

[설명]
(가) 물체에 작용하는 중력의 크기인 무게는 질량에 9.8을 곱하여 구할 수 있다. 이때 9.8을
중력 가속도 상수라고 하며, 이는 자유 낙하 운동을 하는 물체의 속력이 1초마다 9.8m/s
씩 일정하게 증가하는 것을 뜻한다.

(나) 자유 낙하 운동은 중력이 일을 하는 과정이며, 이때 중력이 한 일은 물체의 운동 에너지
로 전환된다.

(1) 질량이 1kg 공을 자유 낙하시켰더니 지면에 도달하기까지 2초가 걸렸다. 공이 지면에 도달하는
순간의 속력을 (가)를 참고하여 구하시오. (단, 식과 풀이 과정을 포함하여 작성하고, 답에 단위를
쓰시오.)

(2) (나)를 참고하여, 이 공은 높이 몇 m인 곳에서 떨어졌는지 구하시오. (단, 식과 풀이 과정을 포
함하여 작성하고, 답에 단위를 쓰시오.)

(3) 공이 갖는 역학적 에너지는 몇 J인가? (단, 식과 풀이 과정을 포함하여 작성하고, 답에 단위를
쓰시오.)

출제 의도

학생들이 중력 가속도의 개념을 알고 떨어지는 시간에 따른 물체의 속력을 구할 수 있는지 평가하
기 위해 출제한 문항입니다. 교과서에 다른 대단원으로 분리되어있는 운동과 에너지 보존에 대한 개
념을 함께 적용할 수 있도록 출제했습니다.

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