Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения на Земле и других планетах - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Вариант 1 Определить силу тяжести тела массой 8 т 20 кг. На какую... 1 24.28kb.
Урок по изучению закона всемирного тяготения целесообразно провести... 1 77.51kb.
Закон всемирного тяготения 1 124.61kb.
Закон всемирного тяготения 1 39.57kb.
Закон всемирного тяготения. Вес тела. Невесомость. Трение. Сила трения. 1 61.89kb.
М. М. Аксиров Поправка к закону всемирного тяготения из уравнений... 1 96.06kb.
Определите массу Земли, зная значение гравитационной постоянной и... 1 22.97kb.
Будущие исследователи  будущее науки 1 68.8kb.
Закон всемирного тяготения Ягода … нас к себе манила… Алые ягоды... 1 8.88kb.
Лабораторная работа №6 опредение ускорения свободного падения при... 1 105.19kb.
Почему вследствие притяжения Луна не падает на Землю? 1 23.68kb.
Законы эволюции вселенной 1 30.79kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения на Земле и других планетах - страница №1/1

Слайд 1. Урок физики в 9 классе в МКОУ «Тайчинская СОШ»

Галеева Лилия Мунировна, учитель физики и математики.
Слайд 2. Тема: Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения на Земле и других планетах.
Цель урока:

образовательная

  • изучить закон всемирного тяготения;

  • показать его практическую значимость;

  • отметить границы применимости закона всемирного тяготения;

  • применить знания, полученные на уроке, решением задач;

  • показать связь с жизнью, расширять межпредметные связи;


развивающая

  • развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания;

  • расширять познавательный интерес путём привлечения дополнительного материала;

  • развивать речевые навыки;

  • объяснять наблюдаемые явления;


воспитательная

  • воспитывать добросовестное отношение к учёбе;

  • воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету;

  • формирование научного мировоззрения;

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, 1С: Репетитор.Физика (1,5), презентация к уроку, таблица по астрономии «Строение Солнечной системы», измерительная лента, яблоко на нити, штатив.
Ход урока:
I. Оргмомент
1. Работа консультантов.

2. Объявление темы и цели урока.

3. Вступительное слово учителя.


Слайд 3. «Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другим: но океан неизвестного лежит передо мной».

Исаак Ньютон
По мнению Ньютона, его законы были открыты «играючи»; просто необходимо было более внимательно отнестись к окружающему миру, полному неизведанного.

Сегодня мы изучим с вами закон всемирного тяготения, отметим границы применимости закона всемирного тяготения, попробуем объяснить явления, которые происходят в природе, выведем формулу для нахождения ускорения свободного падения тел, находящихся на поверхности Земли или вблизи её, закрепим навыки решения задач.


Но вначале повторим предыдущий материал, выполним самостоятельную работу по теме «Свободное падение тел».
II. Самостоятельная работа. (задания даны в напечатанном виде на листах формата А 4)
Вариант 1

  1. В трубке, из которой откачан воздух, на одной и той же высоте находятся дробинка, пробка и птичье перо. Какое из тел быстрее достигнет дна трубки?

  1. дробинка;

  2. пробка;

  3. птичье перо;

  4. все тела достигнут дна одновременно.




  1. Чему равна скорость свободно падающего тела через 4 секунды?

(v0= 0 м/с, g = 10 м/с2)

  1. 20 м/с;

  2. 40 м/с;

  3. 80 м/с;

  4. 160 м/с.




  1. Какой путь пройдёт свободно падающее тело за 3 секунды?

(v0= 0 м/с, g = 10 м/с2)

  1. 15 м;

  2. 30 м;

  3. 45 м;

  4. 90 м.




  1. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 30 м/с. Чему равна максимальная высота подъёма?

(g = 10 м/с2)

  1. 22,5 м;

  2. 45 м;

  3. 30 м;

  4. 180 м.



Вариант 2

1. В трубке с воздухом при атмосферном давлении на одной и той же высоте находятся дробинка, пробка и птичье перо. Какое из этих тел быстрее достигнет дна трубки при падении?



    1. дробинка;

    2. пробка;

    3. птичье перо;

    4. все тела достигнут дна одновременно.

2. Чему равна скорость свободно падающего тела через 3 секунды?

(v0= 0 м/с, g = 10 м/с2)


      1. 15 м/с;

      2. 30 м/с;

      3. 45 м/с;

      4. 90 м/с.

3. Какой путь пройдёт свободно падающее тело за 4 секунды?

(v0= 0 м/с, g = 10 м/с2)


  1. 20 м;

  2. 40 м;

  3. 80 м;

  4. 160 м.




    1. Тело брошено вертикально вверх со скоростью 20 м/с. Чему равна максимальная высота подъёма?

(g = 10 м/с2)

  1. 10 м;

  2. 20 м;

  3. 40 м;

  4. 8 м.


Слайд 4. Проверка самостоятельной работы.
Вариант 1
1. Д

2. В


3. С

4. В
Вариант 2


1. А

2. В


3. С

4. В
III. Изучение нового материала


Слайд 5. По преданию, Ньютон, сидя в саду под яблоней и задумчиво наблюдая за падением от порывов ветра яблок с ветки дерева, пришел к мысли о существовании силы тяготения. Сам Ньютон шутя, говорил, что яблоко, упавшее на его голову, “выбило” из нее нужную формулу.

Ученик:

Ньютоново яблоко

Жил давно один учёный в Англии, Ньютон,


Он в науку, как в невесту, по уши влюблён,
Много сделал он открытий, в физике узнал,
Три закона знаменитых в книгах описал!
С ветки яблоко упало, и по голове,
И Ньютона осенило, плод нашёл в траве,
Он достал свою тетрадку, записал закон,
Понял тайну всей Вселенной, гением был он!
И по этому закону движутся тела,
Чтоб Ньютон узнал об этом, яблоня цвела,
Много в Космосе секретов, мир другим не стал,
И летит к Земле комета, как он предсказал!
Если ты ленивый малый, не привык мечтать,
И тебе закон не снится, любишь сладко спать,
Даже пусть счастливый случай, груша упадёт,

Никаких тебе открытий, шишку лишь набьёт!




Учитель: Чтобы вы сделали, если бы вам на голову упало яблоко?

Ответы учеников.
Учитель: А Ньютон не стал есть яблоко, а задумался и открыл закон всемирного тяготения.

Учитель: Как был открыт закон всемирного тяготения?

Слайд 6. «Космическое пространство».

Ученик 1:

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 не смог объяснить динамику этого движения.

После открытия Коперником гелиоцентрической системы мира начались поиски закономерностей, которым подчиняется движение планет вокруг Солнца.

Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но целые 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-то отдан в печать.
Ученик 2:

Гипотеза Ньютона: «Причина, вызывающая падения камня на Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же».

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) 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!

Существует легенда, что, постоянно думая над этим вопросом и наблюдая за падением яблока с ветки дерева, Ньютон выдвинул гипотезу о том, что движение планет по орбитам вокруг Солнца и падение тел на Землю вызваны одной и той же причиной - тяготением, которое существует между всеми телами. Теперь исследования историков показывают, что такая догадка высказывалась учеными и до Ньютона. Однако именно он из этой гипотезы сделал частный, но очень важный вывод: между центростремительным ускорением Луны и ускорением свободного падения на Земле должна существовать связь. Эту связь нужно было установить численно и проверить.


Учитель: 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.

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

Но самое главное, что в 1667 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения.

Запишите закон в тетрадях

Слайд 7. Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и об­ратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:
F= G m1m2 / r 2
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.
Учитель: Английский физик Генри Кавендиш в 1798 г. оп­ределил, насколько велика сила притяжения между двумя объектами. В результате была достаточно точно определена гравитационная постоянная, что позволило Кавендишу впервые определить массу Земли.
Запишите в тетрадях значение постоянной.

Слайд 8. G - гравитационная постоянная, она численно равна силе гравитационного притяжения двух тел, массой по 1 кг, находящихся расстоянии 1 м одно от другого.

G =6,67 * 1011 Н*м2/кг2


Видеоролик. Опыт Кавендиша.
Опыты проводились при помощи крутильных весов. На длинном стержне уравновешивались два маленьких шарика одинаковой массы m. Стержень был подвешен на тонкой проволоке. К маленьким шарикам с противоположных сторон стержня подставлялись на близком расстоянии большие свинцовые шары. Масса каждого большого шара была равна М. При сближении шаров проволока закручивалась. Угол закручивания проволоки регистрировался на шкале по повороту светового пучка, отраженного от зеркальца. По углу закручивания проволоки определялся момент силы упругости равный моменту пары сил, возникающих при притяжении маленьких шариков к большим шарикам. Дальнейший ход астрономических наблюдений и лабораторных измерений подтвердил найденное выражение для силы взаимного притяжения тел.

Оказалось, что G это универсальная константа, названная гравитационной постоянной. Значение этой величины получилось очень маленьким, и измерить его удалось только благодаря большой чувствительности крутильных весов.


Слайд 9. Сила притяжения тел к Земле и сила тяжести несколько отличаются, но можно записать следующее выражение:
(вывод формулы пишем в тетрадях)

2

g = GMз/ Rз


На Луне g меньше g Земли в 6 раз.
Учитель: А теперь переходим к решению задач.
Слайд 10.

Разминочные задачи.
1. Притягивается ли к Луне человек, стоящий на Земле? К чему он притягивается сильнее: к Луне или к Земле? Притягивается ли Луна к этому человеку?
Ученик: Да, притягивается. Притягивается сильнее к Земле, так как расстояние меньше. Луна притягивается к человеку.
2. Как и во сколько раз изменится сила тяготения, если при неизменном расстоянии массы тел возрастут вдвое?
Ученик: Увеличится в 4 раза.
3. Что притягивает к себе с большей силой: Земля – Луну или Луна –

Землю?
Ученик: Одинаково.


4. Солнце притягивает Луну почти в два раза сильнее, чем Земля. Почему же мы до сих пор “не потеряли” Луну?
Ученик: Чем больше расстояние между телами, тем меньше действует сила между телами.
Учитель: Чтобы не допустить ошибки в действии с числами со степенями, повторим правила.

Слайд 11. Повторим математику

10 m *10n =10m+n

10 m /10n =10m-n
Слайд 12. Задача с применением наглядности
На столе на штативе на нити висит яблоко массой 100г. С какой силой притягиваются друг к другу Земля и яблоко? Вычислите силу всемирного тяготения.
Слайд 13. Справочные данные

24

Масса Земли 6·10 кг, радиус Земли 6400 км


Учитель: А теперь мы немного отдохнем.
Слайд 14. Физкультминутка.
Давайте, изобразим:
Тела падают, (руки – вверх, вниз).

Приливы и отливы (руки – вправо, влево)

Движение Луны вокруг Земли (круговые движения руками).

Притяжение друг к другу.
Учитель:

В результате открытия Ньютона выяснилось, что множество, казалось бы, разнородных явлений: падение тел на Земле, видимые движения Луны и Солнца, отливы и приливы – это проявление закона всемирного тяготения.


Всемирное тяготение, и только оно, объясняет устойчивость Солнечной системы, движение планет и других тел. Луна движется по орбите силами притяжения Земли, Земля удерживается на своей траектории силами притяжения солнца. С помощью закона всемирного тяготения открыты планеты Уран и Нептун. Поэтому говорят об этих планетах, что они открыты на “кончике пера”. Благодаря закону всемирного тяготения точно определяют место солнечных и лунных затмений.
Вот, например, 10 декабря 2011 года мы наблюдали лунное затмение.

Ученик: из истории …

Одним из ярких примеров триумфа закона всемирного тяготения является открытие планеты Нептун. В 1781 году английский астроном Вильям Гершель открыл планету Уран. Была вычислена ее орбита и составлена таблица положений. Однако, проверка этой таблицы, проведенная в 1840 году показала, что данные ее расходятся с действительностью. Ученые предположили, что отклонение в движении Урана вызвано притяжением неизвестной планеты, находящейся от Солнца еще дальше, чем Уран. Зная отклонение от расчетной траектории (возмущения движения Урана), англичанин Адамс и француз Леверье, пользуясь законом всемирного тяготения, вычислили положение этой планеты на небе. Адамс раньше закончил вычисления, но наблюдатели, которым он сообщил свои результаты, не торопились с проверкой. Тем временем, Леверье, закончив вычисления, указал немецкому астроному Галле место, где надо искать неизвестную планету. В первый же вечер 28 сентября 1846 года, Галле направил свой телескоп на указанное место, обнаружил новую планету. Ее назвали Нептуном.

Таким же образом 14 марта 1930 года была открыта планета Плутон. Оба открытия, как говорят, были сделаны «на кончике пера». Ничтожная для небольших масс сила тяготения становится весьма ощутимой, когда речь идет о колоссальных массах небесных тел. Так, даже Нептун – очень далекая от нас планета, медленно кружащаяся на краю Солнечной системы – шлет нам свой привет притяжением силой 18 млн Н.
Таблица по астрономии
Посмотрите на строение Солнечной системы, вот так движутся планеты вокруг Солнца. И движение планет подчиняется закону всемирного тяготения. Поэтому Земля “не уходит” от Солнца. Между нами тоже существует тяготение.
Почему мы не замечаем притяжения на поверхности Земли?
Практическая работа:
Чтобы ответить на этот вопрос, рассчитаем силу притяжения

между двумя учениками, сидящими за одной партой.
(Ученики рассчитывают самостоятельно).
Вывод: Эта сила не разорвет даже тончайшей паутинки. Может ли она быть замечена? (Ответы учеников).

Слайд 15. Каковы же условия применения закона?


  1. Размеры тел малы по сравнению с расстоянием между телами.

  2. Оба тела однородны и имеют шарообразную форму.

  3. Одно тело - шар, размеры и масса которого больше, чем у второго.

IV. Закрепление нового материала.
Слайд 16. Мини-тест

1. Какая сила заставляет Землю и другие планеты двигаться вокруг Солнца? Выберите правильное утверждение.

А. Сила инерции.

В. Центростремительная сила.

С. Сила тяготения.

2. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли? Выберите правильное утверждение.

А. Сила давления воды на дно морей и океанов.

В. Сила тяготения.

С. Сила атмосферного давления.

3. Что нужно сделать, чтобы увеличить силу тяготения между двумя телами? Выберите правильное утверждение.

А. Удалить оба тела друг от друга.

B. Сблизить оба тела.


Слайд 17. Самопроверка мини-теста.


    1. С

    2. В

    3. В

    1. Решение задач


Слайд 18. Расчётные задачи.
1. Космический корабль массой 8 т приблизился к орбиталь­ной космической станции массой 20 т на расстояние 500 м. Найдите силу их взаимного притяжения.

2. На каком расстоянии сила притяжения между двумя телами массой по 1 000 кг каждое, будет равна 6,67 • 10 9 Н?



3. Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 1 м друг от друга и притягиваются с силой 6,67* 10-15 Н. Какова масса каждого шарика?
Учитель: У многих авторов встречаются научные ошибки, неточности в художественной литературе. Например, Маленький принц (Экзюпери), живший на своей планете, мог поместиться только один сам? Что случится, если сила тяготения исчезнет?
Обсуждение.
Перед вами динамические версии известных русских пословиц и поговорок. Попробуйте вспомнить, как звучат они в оригинале.
Слайд 19. Опознай пословицу



Ньютон - лучший друг.

(Книга - лучший друг.)

Без законов жить, только небо коптить.

(Без труда жить, только небо коптить.)

На Ньютона неча пенять, коли оценка крива.

(На зеркало неча пенять, коли рожа крива.)

Динамика без законов - что фонарь без свечи.

(Голова без ума - что фонарь без свечи.)

Утопающий за “силу” хватается.

(Утопающий за соломинку хватается.)

Не Ньютон решает, а ум.

(Не перо пишет, а ум.)


Слайд 20.


    1. Итоги урока




  • Кем был открыт закон всемирного тяготения?

  • Как формулируется закон всемирного тяготения?

  • Для всех ли тел можно применять формулу?

  • Что следует понимать под величиной r в этой формуле в случае гравитационного взаимодействия двух шаров?


Слайд 21.
VII. Рефлексия учащихся

  • Что для вас было интересного на уроке?

  • Что нового вы для себя открыли?

  • С какими другими учебными предметами вы обнаружили связь физики на данном уроке?


Выставление оценок.
Слайд 22.
VIII. Домашнее задание
§ 15, 16, упр.15 (2,3), упр.16 (2)

Определить с какой силой ты и Земля притягиваетесь друг к другу.


Отвращение к мухам легко превращается в симпатию к паукам. Валериу Бутулеску
ещё >>