Урок по физике для 10 класса «Закон всемирного тяготения.Первая космическая скорость»

Комментарий к уроку физики в 10 классе по теме:  «Закон всемирного тяготения. Первая космическая скорость »

Подготовила Шульц Наталья Викторовна, учитель физики  высшей категории МОБУСОШ№3  г. Новокубанска, муниципального Новокубанский район Краснодарского края.

Урок составлен по программе «Физика для общеобразовательных учреждений 10 – 11 классы», автор Г.Я. Мякишев, 2010г;  учебник: Физика 10, авторы: Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, издательство Москва, Просвещение, 2012г. составлен  в соответствии  государственной программой и  государственным стандартам. Урок рассчитан на 2 часа (спаренный урок)

  Цели и задачи урока:

    сформировать у учащихся понятие гравитация, гравитационное поле, закон всемирного тяготения;

   -привить навыки анализа и применения физических формул и полученных знаний;

-формирование информационной культуры учащихся;

Ход урока

I.       Организационный момент.

II.    Актуализация знаний: Фронтальная беседа

III.  Изучение нового материала.

IV. Закрепление новой темы.

V.    Решение задач

VI. Проверочный тест

VII.                       Домашнее задание:

VIII.                       Итоги урока.

Сценарий урока разработан с использованием  информационно-коммуникационных технологий: компьютера, проектора, Интернет-сайтов, цифрового фото.

  Урок подготовлен по разделу физики «Механика».

На всех этапах урока учащиеся участвуют в  выполнении предложенных заданий, ведется постоянный диалог с помощью наглядных мультимедийных средств.

 Для проверки знаний учащихся используется тест с выбором одного варианта ответа.

Используемая литература

1.     Блудов М.И. Беседы по физике-М.: Просвещение,1992.

2.     Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике.10кл.-М.: ВАКО,2006.

3.     Интернет.

4.     Касьянов В.А. Физика. 10кл.: -М.:Дрофа,2003.

5.     Кирик Л.А. Физика-9. Разноуровневые самостоятельные контрольные работы. -М.:»Илекса»,2005.

6.     Левитан Е.П. Астрономия: учеб. для 11 кл.-М.:Просвещение, 2006.

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

средняя общеобразовательная школа №3 г. Новокубанска

муниципального образования Новокубанский район

Предмет: «ФИЗИКА»

10 класс

Тема урока:

«Закон всемирного тяготения.

Первая космическая скорость»

Автор работы: Шульц Наталья Викторовна

Учитель физики

высшей квалификационной категории

2014 год

Предмет: физика

Класс: 10

УМК: учебник: Физика 10, авторы: Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, издательство Москва, Просвещение, 20122г.; программа «Физика для общеобразовательных учреждений 10 – 11 классы», автор Г.Я. Мякишев, 2010г.

Оборудование :   компьютер, мультимедийный проектор, доска, учебник, справочный материал

Время урока: 2 часа (спаренный урок)

Тема урока: Закон всемирного тяготения. Первая космическая скорость

Цель урока: изучить закон всемирного тяготения, показать его практическую значимость; вычислить первую космическую скорость.

Задачи урока:

  -сформировать у учащихся понятие гравитация, гравитационное поле, закон всемирного тяготения;

   -привить навыки анализа и применения физических формул и полученных знаний;

-формирование информационной культуры учащихся;

Ход урока

I.      Слайд1-2. Организационный момент.

II.   Актуализация знаний:

Слайд 3.    Фронтальная беседа:

1.                В чем состоит явление инерции?

2.                Какое движение называется движением по инерции? Приведите примеры.

3.                Какую систему называют инерциальной?

4.                Сформулируйте законы Ньютона.

5.                Какие виды сил вам известны?

III.                        Изучение нового материала.

Попытки объяснить строение Солнечной системы занимали умы многих великих людей.

Перед ними стоял вопрос: Что связывает планеты и Солнце в единую систему?

Слайд 4 Великий польский астроном Николай Коперник(1473-1543) в 16 веке предложил гелиоцентрическую систему мира, учение которого нанесло сокрушительный удар по геоцентрической системе, существовавшей ранее на протяжении всех веков.

Слайд 5 Итальянский ученый Галилео Галилей(1564-1642) в 1609 г. впервые направил на небо телескоп и сделал открытия, наглядно подтверждающие учение Коперника.

Слайд 6  В Австрии Иоганн Кеплер (1571-1630) развил учение Коперника, открыв законы движения планет, но не сумел объяснить динамику движения. Почему планеты обращаются вокруг Солнца именно по таким законам?

Слайд 7 В Англии Исаак Ньютон (1643-1727) ответил на этот вопрос. И.Ньютон в 1685г. предположил, что движение земных объектов и небесных тел подчиняется общим закономерностям: все тела притягиваются друг к другу гравитационными силами.

Слайд 8 Слово «гравитация» происходит от латинского слова gravitas, означающего «вес, тяжесть». Единые универсальные законы справедливы для всей Вселенной: свободное падение камня на Землю и движение Луны имеют общую причину – гравитационное притяжение к Земле.

Слайд9Гравитационное взаимодействие осуществляется посредством особого вида материи, называемого гравитационным полем. Такое поле существует вокруг любого тела. Особенность гравитационного поля является его всепроникающая способность. Радиус действия гравитационного притяжения неограничен.

Слайд 10    Ньютон установил отчего зависит сила притяжения:

1.                         Сила гравитационного притяжения двух тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

2.                         Сила гравитационного взаимодействия тела и Земли пропорциональна произведению их масс.

Закон всемирного тяготения Ньютона определяет силу притяжения двух материальных точек.

Слайд  11 ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения, прямопропорциональная произведению масс этих точек и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними:

F = (G  m₁ m₂ ) / R²

G – гравитационная постоянная;

R – расстояния между телами;

m₁ m₂ – массы тел

Слайд 12 Точное измерение G было впервые проделано в 1798г. английским физиком Генри Кавендишем с помощью крутильных весов. Кавендиш по углу закручивания нити измерил малую силу притяжения между маленькими и большими шарами. Опыты показали:

G = 6,67 *10^-11 Н м² /кг²

Гравитационная постоянная численно равна силе гравитационного притяжения двух тел, массой по 1 кг каждое, находящееся на расстоянии 1 м одно от другого.

Эта сила столь мала, что мы не замечаем притяжения между окружающими нас телами и сами не испытываем к ним притяжения. Значительным оказывается лишь притяжения тел к Земле благодаря ее огромной массе. Гравитационное притяжение определяет характер движения тел вблизи Земли.

Слайд13  Закон всемирного тяготения верен:

1.     для материальных точек;

2.     для расчета силы притяжения шарообразных тел;

3.     для шара большого радиуса и материальной точки.

Слайд14 Применение закона

Когда была открыта планета Уран, на основе закона рассчитали ее орбиту. Но истинная орбита планеты не совпадала с расчетной. Это означало, что за Ураном есть еще какая-нибудь планета. Астрономы вычислили ее положение в пространстве, а затем 23 сентября 1846г. обнаружили восьмую планету Нептун. Подобным образом была открыта в 1930г. девятая планета Солнечной системы Плутон.

Под действием силы гравитационного притяжения происходит вращение Земли вокруг Солнца, движение спутников планет.

Слайд15 Человек всегда стремился преодолеть земное притяжение. Двадцатый век навсегда войдет в историю человечества, как век освоения космического пространства. Еще в начале 20 века русский ученый  К. Э. Циолковский (1857-1935) впервые теоретически обосновал возможность исследования космоса с помощью ракет. К. Э. Циолковский отметил преимущества ракетных двигателей при больших скоростях движения, дал схему межпланетной ракеты, указав при этом на выгодность применения жидкого топлива. Считая ракету единственным практически приемлемым способом осуществления полетов в космос, К. Э. Циолковский развил идею устройства составной многоступенчатой ракеты.

Слайд16 Но какая необходима скорость, чтобы ракета смогла покинуть Землю и стать искусственным спутником Земли? Тело должно запущено по круговой орбите с поверхности Земли со скоростью:

V₁ =  √g R_з

Эта скорость называется первая космическая скорость – 7,9 км/с

Слайд17 Ракета обычно запускается вертикально, затем на соответствующей высоте по заданной программе поворачивается на некоторый угол к вертикали и по прекращении работы двигателей выводимый ею аппарат движется свободно по эллиптической траектории, в дальнем фокусе эллипса находится центр Земли.

Слайд18 При  скорости 7,9 км/с космический аппарат не возвращается на Землю, а становится спутником нашей планеты. Двигаясь по эллиптической орбите спутник находится в поле земного притяжения. При скорости 11,2 км/с (вторая космическая скорость) тело выходит за пределы земного притяжения и превращается в искусственную планету Солнечной системы.

Слайд19 С какого времени земляне ведут летоисчисление космической эры?

4 октября 1957 г. - запущен первый искусственный спутник Земли. Цель запуска - достижение первой космической скорости, необходимой для полетов вокруг Земли. Масса ИСЗ - 83,6 кг.

Слайд20  3 ноября 1957 г. - первый биологический спутник и прямые научные исследования в космосе. Полет животного - собаки Лайки.

Слайд21 12 апреля 1961 г. радио возвестило всему миру о полете Ю.А.Гагарина.  Космонавт и корабль благополучно приземлились у деревни Смеловки, что недалеко от Саратова. Это была величайшая победа в истории науки и техники.

Слайд22 В настоящее время человечество исследует Солнечную систему, проводят разные опыты и эксперименты, изучают Вселенную, в космос летают даже туристы. В космосе побывали пять наших земляков-космонавтов: В. В. Горбатко, В.И. Севастьянов, А.Н. Березовом, Г.И. Падалка, С.Е. Трещев.

Таким образом, труд великих ученых всех веков лежит в основе космических исследований.

IV.                       Слайд23 Закрепление новой темы.

1.                Как формулируется закон всемирного тяготения?

2.                Что называется гравитационной постоянной?

3.                Что называется гравитационным полем?

4.                Почему Луна не падает на Землю?

5.                Какую скорость называют первой космической?

V.  Решение задач

Слайд24 1. Космический корабль массой 8 т приблизился к орбитальной космической станции массой 20 т на расстояние 100м. Найти силу их взаимного притяжения.

Слайд25 2. Вычислить орбитальную скорость спутника на высоте 500 км над поверхностью Земли.

Слайд26 3. Определить ускорение свободного падения на Луне, если масса Луны 7,3*10²² кг. Радиус Луны принять равным 1700 км.

VI.                       Проверочный тест

Слайд27-28

1. Модуль силы взаимодействия между Землей и Луной ...

А. ... прямо пропорционален квадрату расстояния между Землей и Луной и обратно пропорционален произведению их масс;

Б. ... прямо пропорционален произведению масс Земли и Луны и обратно пропорционален расстоянию между ними;

В. ... прямо пропорционален произведению масс Земли и Луны и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

2. Что нужно сделать, чтобы увеличить силу тяготений между двумя телами? Выберите правильное утверждение.

          A.      Сблизить оба тела;

          Б. Уменьшить массы этих тел;

B.      Удалить оба тела друг от друга.

3.   Что произойдет с искусственным спутником Земли, если он будет выведен на орбиту со скоростью чуть меньшей первой космической скорости? Выберите правильное утверждение.

A. Вернется на Землю.

Б. Будет двигаться по более удаленной орбите.

B. Будет двигаться в сторону Солнца.

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

A. Сила давления воды на дно морей и океанов;

Б. Сила тяготения;

B. Сила атмосферного давления.

5.   Что необходимо сделать с физическим телом, чтобы оно стало искусственным спутником Земли? Выберите правильное утверждение.

A. Сообщить телу скорость, равную 11,2 км/с.

Б. Сообщить телу скорость 7,9 км/с,

B. Сообщить телу скорость 5 км/с.

Слайд29Самопроверка

 Оценки:

6 заданий –«5»

5-4 задания – «4»

3 задания – «3»

VII.         Слайд30 Домашнее задание: выучить § 32-34

VIII.      Итоги урока.

Используемая литература

1.     Блудов М.И. Беседы по физике-М.: Просвещение,1992.

2.     Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике.10кл.-М.: ВАКО,2006.

3.     Интернет.

4.     Касьянов В.А. Физика. 10кл.: -М.:Дрофа,2003.

5.     Кирик Л.А. Физика-9. Разноуровневые самостоятельные контрольные работы. -М.:»Илекса»,2005.

6.     Левитан Е.П. Астрономия: учеб. для 11 кл.-М.:Просвещение, 2006.