Урок по физике на тему Закон всемирного тяготения (9 класс)

</

План - конспект урока по физике в 9 классе

Учитель физики

КГУ СОШЛ №38 г. Семей ВКО

Рязанцева Юлия Юрьевна

Тема № 22

§15, с. 50

1 час

Базовый учебник Башарулы Р., Токбергенова У., Казахбаева Д. «Физика и астрономия - 9». - Алматы: Мектеп, 2014. - 246 с.

Методическое пособие Башарулы Р.,«Физика и астрономия - 9». - Алматы: Мектеп, 2014. - 120 с.

Силы всемирного тяготения. Закон всемирного тяготения.

Цель: Познакомить учащихся с формулировкой и математической записью закона всемирного тяготения. Научить решать задачи на расчет силы тяготения.

Задачи урока:

Образовательная: изучить закон всемирного тяготения, добиться понимания этого закона, умения применить его для решения задач;

Развивающие - умение делать выводы, совершенствование интеллектуальных способностей и развитие речи учащихся, стимулирование интереса к предмету путём привлечения дополнительного материала. Совершенствовать навыки учащихся и расширять их границы при выполнении качественных, расчетных задач.

Воспитательные: продолжить работу по формированию у учащихся добросовестного отношения к учебному труду, гуманности, эстетического восприятия мира; воспитать стремление к познанию.

Тип урока: изучение нового материала

Методы: наглядный, частично-поисковый, беседа

Оборудование: мультимедийный комплекс, презентация, тесты.

ПЛАН УРОКА

1. Организационный момент.

2. Повторение опорных знаний.

3. Объяснение нового материала.

4. Закрепление знаний и способов действий.

5. Подведение итогов занятия. Выставление оценок за урок.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

«Легче кажется двигать сами планеты, чем постичь их сложное движение».

К.Птолемей

2. Повторение опорных знаний.

Тестирование по законам Ньютона

1. Как формулируется III закон Ньютона?

А.Тело движется равномерно и прямолинейно (или покоится), если на него не действуют другие тела (или действие других тел скомпенсировано)

Т. Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна величине абсолютного удлинения

Н. Действие равно противодействию

И.Тела действуют друг на друга силами равными по абсолютному значению, направленными вдоль одной прямой и противоположными по направлению

2. II закон Ньютона математически можно записать так:

Ф. F = ma

Р. F_тр = μN

Ь. F₁₂ = −F₂₁

У. F_упр = −kx

3. Пружина динамометра растягивается под действием приложенных двух сил по 3 Н. Каково показание динамометра?

П. 0Н

О. 3 Н

Ю. 6 Н

Е. 9 Н.

4. В каких системах отсчета выполняются законы Ньютона?

Н. неинерциальных

Т.инерциальных

В. В любых

Л. Подвижных

5. Два мальчика тянут за концы динамометра в противоположные направления, каждый с силой 5 Н. Каково показание динамометра?

К. 10 Н

Л. 5 Н

О. 0 Н

Г. 7 Н

6. Автомобили двигаются с одинаковыми скоростями. Почему легковой автомобиль тормозит быстрее, чем грузовой?

А. у грузового ускорение больше

Б. у легкового ускорение меньше

В. у грузового масса меньше

Н. у легкового масса меньше

3. Объяснение новой темы в сочетании с беседой.

Давайте прослушаем стихотворение и попробуем догадаться о теме урока.

В чем причина камнепада,

Горных оползней и слей,

Проливных дождей м града,

И падения с качелей?

Почему планеты дружно

Вокруг Солнца хороводят

И, планеты огибая,

Солнце спутники обходят?

За Луною наблюдая,

Продолжая их ученье,

Ньютон миру открывает

Суть закона тяготенья.

На доске появляется название темы.

Из истории физики...

Датский астроном Тихо Браге (1546-1601), долгие годы наблюдавший за движением планет, накопил огромное количество интересных данных, но не сумел их обработать.

Иоганн Кеплер (1571-1630) используя идею Коперника о гелиоцентрической системе и результаты наблюдений Тихо Браге, установил законы движения планет вокруг Солнца, однако и он не смог объяснить динамику этого движения.

Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но целых 9 лет не публиковал его, так как имевшиеся тогда неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец отдан в печать.

Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы не имеющих ничего общего (падение тел на Землю, обращение планет вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, приливы и отливы и т.д.), вызваны одной причиной.

Окинув единым мысленным взором "земное" и "небесное", Ньютон предположил, что существует единый закон всемирного тяготения, которому подвластны все тела во Вселенной - от яблок до планет!

Итак, в 1667 г. Ньютон высказал предположение, что между всеми телами действуют силы взаимного притяжения, которые он назвал силами всемирного тяготения.

Исаак Ньютон - английский физик и математик, создатель теоретических основ механики и астрономии. Он открыл закон всемирного тяготения, разработал дифференциальное и интегральное исчисления, изобрел зеркальный телескоп и был автором важнейших экспериментальных работ по оптике. Ньютона по праву считают создателем "классической физики".

Закон всемирного тяготения

В 1687 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения: "Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними"

.

где m₁ и m₂ - массы взаимодействующих тел, r - расстояние между телами, G - коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения или гравитационной постоянной.

4. Прямо пропорциональная зависимость

Следовательно, сила тяготения так же, как и ускорение, обратно пропорциональна квадрату расстояния между телом и центром Земли:

Следовательно, сила тяготения должна быть пропорциональна массе обоих тел.

Так Ньютон пришёл к выводу, что сила тяготения между телом и Землёй прямо пропорциональна произведению их масс:

Эксперимент Генри Кавендиша по определению гравитационной постоянной.

Гравитационная постоянная была измерена Кавендишем с помощью крутильных весов. Установка представляла собой деревянное коромысло с прикреплёнными к его концам небольшими свинцовыми шарами радиусом

5 см и массой 775 г. Оно подвешено на нити из посеребрённой меди длиной 1 метр. К шарам подносят шары большего размера радиусом 20 см и массой 49,5 кг, сделанные также из свинца. В результате действия гравитационных сил коромысло закручивается на некий угол. По углу поворота коромысла можно вычислить гравитационную постоянную.

Гравитационная постоянная

G - гравитационная постоянная, она численно равна силе гравитационного притяжения двух тел, массой по 1 кг. Каждое, находящихся на расстоянии 1 м одно от другого.

G - универсальная гравитационная постоянная

G=6,67 * 10 ^-11 Н м² /кг ²

Гравитационная постоянная показывает, с какой силой взаимодействуют тела массой по 1 кг на расстоянии 1 метр друг от друга.

Сила взаимного притяжения всегда направлена от центров тел вдоль прямой, соединяющей тела.

Границы применимости закона

Закон всемирного тяготения имеет определенные границы применимости; он применим для:

1) материальных точек;

2) тел, имеющих форму шара;

3) шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых много меньше размеров шара.

Сила тяготения очень мала и становится заметной только тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел имеет очень большую массу (планета, звезда).

3. Закрепление.

Подумай и ответь.

1. Почему Луна не падает на Землю?

2. Почему мы замечаем силу притяжения всех тел к Земле, но не замечаем взаимного притяжения между самими этими телами?

3. Как двигались бы планеты, если бы сила притяжения Солнца внезапно исчезла?

4. Как двигалась бы Луна, если бы она остановилась на орбите?

5. Притягивает ли Землю стоящий на ее поверхности человеке? Летящий самолет? Космонавт, находящийся на орбитальной станции?
   
   
   
   Некоторые тела (воздушные шары, дым, самолеты, птицы) поднимаются вверх, несмотря на тяготение. Как вы думаете, почему? Нет ли здесь нарушения закона всемирного тяготения?

6. Что нужно сделать, чтобы увеличить силу тяготения между двумя телами?

7. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли?

8. Почему мы не замечаем гравитационного притяжения между окружающими нас телами?

Решение задач.

1. Два корабля массой 50000 т каждый стоят на рейде на расстоянии 1 км друг от друга. Какова сила притяжения между ними?

Д А Н О:

F - ?

Решение:

Ответ: F = 0,17 Н

2. Известно, что период обращения Луны вокруг Земли составляет 27,3 суток, среднее расстояние между центрами Луны и Земли равно 384000 километров. Вычислить ускорение Луны и найти во сколько раз оно отличается от ускорения свободного падения камня вблизи поверхности Земли, то есть на расстоянии равном радиусу Земли (6400 км).

выведение закона

С другой стороны, отношение расстояний от Луны и камня до центра Земли равно:

Нетрудно заметить, что

Задача № 3. Оцените силу притяжения между соседями по парте. Все необходимые данные оцените сами. Работаем в парах.

Задача № 4. Вычислите силу притяжения Луны к Земле. Все необходимые данные найдите в таблице. (F = 2*10²⁰ Н).

Задача № 5. Два корабля массой 50000 т каждый стоят на рейде на расстоянии 1 км друг от друга. Какова сила притяжения? (F = 0,17 Н).

Задание № 6. Эпиграфом к уроку служат слова Птолемея. Прокомментируйте их.

6.Итоги урока

Обобщая всё выше изложенное относительно силы тяготения планеты Земля и любого тела, приходим к следующему утверждению : сила тяготения между телом и Землёй прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами, что можно записать в виде

Выполняется ли этот закон только для Земли или является всеобщим?

8.Вопрос-ответ

Составьте вопросы и затем дайте ответ к рисункам 1-4.

9. Домашнее задание: §15 Упр 12(3,4)

7. Итоги урока (Выставление оценок и их комментарий).

8. Рефлексия

Работа с сигнальными карточками.

Зеленая карточка. Я удовлетворен уроком. Урок был полезен для меня. Я с пользой и хорошо работал на уроке. Я понимал все, о чем говорилось и что делалось на уроке.

Желтая карточка. Урок был интересен. Я принимал в нем участие. Урок был в определенной степени полезен для меня. Я отвечал с места, выполнил ряд заданий. Мне было на уроке достаточно комфортно.

Красная карточка. Пользы от урока я получил мало. Я не очень понимал, о чем идет речь. Мне это не нужно. К ответу на уроке я был не готов.