Конспект урока по физике+ презентация по теме «Закон всемирного тяготения№

Конспект урока

с использованием информационно-коммуникативных технологий

Михайловой Валентины Валентиновны

Предмет: Физика.

Тип урока:  урок - изучения нового материала.  

Тема:  «Закон всемирного тяготения».

Продолжительность:  урок  45 минут

Класс: 9 класс

Технологии ИКТ:  интерактивная доска или проектор с компьютером и экраном, индивидуальные компьютеры для работы с тестами.

Аннотация:

Урок по теме «Закон всемирного тяготения» в разделе физики 9 класса по учебной программе Громов С.В., Родина Н.А. «Гравитационные явления» на 12 часов  занимает место  №1.

 На уроке использовались компоненты:

организационный – организация группы в течение освоения нового материала, где каждая группа выполняет свое задание,  готовность учащихся к уроку, порядок и дисциплина;

целевой – подведение ребят к постановке  целей учения  как на весь урок, так и на отдельные этапы;

мотивационный – определение значимости изучаемого материала как в данной теме, так и во всем курсе физики;

коммуникативный – уровень общения учителя и учащихся; учащихся в группах;

содержательный – подбор материала для изучения, закрепления, повторения, самостоятельной работы;

технологический – выбор форм, методов и приемов обучения, оптимальных для данного урока и категории учащихся;  

контрольно-оценочный – оценивание  деятельности учащихся  на уроке для стимулирования активности и развития познавательного интереса;

аналитический – подведение итогов урока, анализ деятельности учащихся на уроке, анализ результатов собственной деятельности по организации урока.

Использованные  методы  и приёмы:

эвристический – усвоение знаний и умений путем рассуждений, требующих догадки, поиска, находчивости;

исследовательский – добывание знаний и умений при работе с учебником по группам, проведения наблюдений при постановки опытов;.

метод   проблемного обучения - проблемное  вовлечение учащихся в познавательную деятельность в условиях возникновения  проблемы при решении качественных ситуационных задач, подводящих к проблеме «Почему предметы в классе не притягиваются друг к другу, а Луна и Земля притягиваются друг к другу?» -  учащиеся о следят за ходом мысли, размышляют, включаются в  научно-доказательное поисковое решение; в группах определяют зависимость силы всемирного тяготения от массы, от ускорения, от расстояния между телами;

частично – поисковый или эвристический –  для подготовки учащихся к самостоятельному решению задач на применение законы всемирного тяготения.

Применялись методы организации учебно-познавательной деятельности: словесные, наглядные, практические, аналитические, синтетические, репродуктивные, проблемно-поисковые.

Методы стимулирования и мотивации: стимулирование интереса к учению в виде  дискуссии, создание эмоционально-нравственных ситуации.

Методы контроля и самоконтроля: фронтальная работа,  самоконтроль – выполнение на листочках задания в виде таблицы соответствия (отработка заданий ЕГЭ и ГИА),  индивидуальный опрос – решение задачи у доски и самостоятельно.

Методы самостоятельной познавательной деятельности: общегрупповая,  групповая, индивидуальная.

 Литература

Кабардин. Тесты. Москва. Просвещение.

1.      Н.В.Левина. Многоуровневые задачи по физике.Москва. Владос. 2003г

2.      Тульчинский. Качественные задачи по физике. Москва. Просвещение.

3.     Яндекс. Мультимедиа по физике. Демонстрационный эксперимент по физике.

9  класс. Урок по теме: Закон всемирного тяготения.

   Цель урока: отработать  умение распознавать явление тяготения  среди других явлений природы, проверить знание основных терминов, характеризующих  явление тяготения,  формировать умение понимать  закон всемирного тяготения, его физический смысл, научиться применять закон всемирного тяготения в знакомых и незнакомых ситуациях при решении нестандартных,  экспериментальных и качественных задач, научиться анализировать и оценивать полученные результаты.

Задачи урока:

образовательная

• актуализация знаний, умений и навыков, необходимых для творческого применения знаний;
• рассмотрение исторических фактов открытия закона всемирного тяготения, гравитационной постоянной;
• применение обобщенных знаний, умений и навыков в новых условиях;

воспитательная

• воспитание интереса к предмету;
• формирование научного мировоззрения, диалектико материалистического истолкования закона всемирного тяготения; получение фундамента системы знаний по явлению всемирного тяготения, формирование взглядов, убеждений, развитие диалектического, теоретического стиля мышления.
• Воспитание коммуникативной деятельности: сотрудничества при фронтальной работе, работе в группах, культуры ведения дискуссий, презентация результатов деятельности.

развивающая

• развитие познавательной активности и любознательности учащихся;
• знакомство с новыми профессиями;
• развитие самостоятельности мышления, воображения, логического подхода к решению поставленных задач.

Цель

Углубить осмысление знаний и  обобщений явления тяготения, закона всемирного тяготения у учащихся.

Понять физическую сущность закона всемирного тяготения.

Получить положительный результат первичной проверки знаний учащихся.

Отработать умение применять закон всемирного тяготения при решении задач.

Этапы урока

Деятельность

Результаты деятельности

учителя

Учащихся

Учителя         

Учащихся

1.Организационный момент.

Проведение

само рефлексии

по методике

«экспресс -  урока»

(на начало урока)

Выдает таблицу на листочках.

Вы готовы к уроку физики, уверены в себе, на урок пришли с хорошим настроением, готовы  к любому виду деятельности. В таблице поставьте галочку напротив ответа,  соответствующего состоянию вашей души: А) с большим желанием, Б) раз надо, то выполню, что требуют, В) не уверен, что смогу ответить на все вопросы, Г) к данной работе безразличен.  

Учащиеся ставят галочку в таблице напротив вопроса, соответствующего состоянию

Результаты деятельности

считают по формуле:

Q₁= П₁а + П₂ б ₊ П₃в + П₄г

           П₁ П₂ П₃

n- кол-во ответов

Q₁-показатель настроя учащихся к работе   на начало урока, его самооценка домашней самоподготовки к уроку.                                                                                           

2.Мотивация

Учитель мотивирует потребность изучать Цель: пробудить у учащихся необходимость потребность изучения явления тяготения для объяснения различных явлений природы правильным физическим языком.

Форма организации  деятельности - фронтальная работа.

умение общения (коммуникативный

мотив).

Использую частично-поисковый метод с применением эвристической беседы, в процессе которой ставится система вопросов, каждый из которых подводит к необходимости изучения гравитационной постоянной.

В мире интересного.

1.Познавательный мотив.

Форма – постановка  опытов.

УСТАНОВОЧНЫЕ ОПЫТЫ:

1. На нити висит шар. Нить пережигают, и шар начинает падать, изменяя свою скорость.

2. Из наклоненного стакана выливается вода, падая на землю.

3. Движение Луны и Земли по модели теллурия.

ПОЧЕМУ?

2.Познавательный мотив.

Форма – решение качественных задач.

4.Почему на Земле происходят приливы и отливы?

5.Почему пуговица, оторванная от одежды, притягивается не к человеку, а к Земле?

6.Почему предметы, находящиеся в комнате, несмотря на их взаимное притяжение, не приближаются друг к другу?

3. Познавательный мотив. Форма – сообщение ученицы. Метод - репродуктивный

ЗАР Выделяют объект наблюдения, осмысливают, анализируют результаты наблюдений.

ЗБР Предлагают различные версии, анализируют результаты наблюдений.

Отвечают на вопросы:

1. причина - явление тяготения – притяжение Земли.

2.  причина - явление тяготения – притяжение Земли.

3. причина - явление тяготения.

 Учащиеся пытаются применить явление тяготения к решению качественных задач.

4.причина явление тяготения – притяжение мирового океана Луной

5. Масса Земли больше массы человека, тяготение Земли больше тяготения человека.

6. Объяснить не могут. Появилась проблема.

Учащиеся слушают цифровые данные проявления законов явления тяготения. Рассматривают рисунки к данным задачам. Принимают проявления тяготения как факт.

Используемые приемы позволили учителю подвести  учащихся к выводу о необходимости изучать явление  тяготения.

1.Учитель подводит учащихся к проблеме:

 для объяснения притяжение тел в комнате недостаточно знаний проявления явления тяготения. 

Эврика!

- Притяжение горы Эверест составляет 0,001% земного притяжения.

- Два человека  массами по 50 кг  на расстоянии 1м притягиваются друг к другу с силой 0,017 мН, что соответствует весу тела массой 0,17мг. - Два корабля массами по 10000т на расстоянии 100м притягиваются друг к другу с силой 0,6 мкН

- Земля массой 6  10²⁴ кг и Луна массой 7  10 ²² кг на расстоянии    3,8  10⁸м притягиваются друг к другу с силой 10²⁰ Н

- Солнце массой 2  10³⁰   кг и Земля на расстоянии   притягиваются друг к другу с силой  10 ²⁷  Н

-Два тела массами по 50 кг на расстоянии 10 см притягиваются друг к другу с силой 16 мкН.

Используемые приемы позволили учащимся понять  о необходимости изучать явление  тяготения.

 Учащиеся понимают необходимость более глубокого изучения явления тяготения.

5. Приходят к выводу: Явление тяготения зависит от массы тела.

II. Актуализация опорных знаний.

№1 Проверка домашней работы.

Форма организации

деятельности – индивидуальная работа с вопросами – заполнение таблицы номерами ответов на вопросы.

Фронтальная работа.

А) Устная работа.

коллективное

умение общения (коммуникативный

мотив).

7. Письменная работа

по проверке домашнего задания.

1.Вспомним историю открытия закона всемирного тяготения.

№1 Поставить соответствие:

А. Получил многие данные о движении планет, но не смог систематизировать.

 Б. Создал геоцентрическую систему  мира. В. Создал гелиоцентрическую систему мира.

В. Создал гелиоцентрическую систему мира.

 Г. Связывает силу всемирного тяготения со скоростью, а не с ускорением планет.

Д. Не только планеты притягиваются к Солнцу, но и Солнце притягивается к  планетам.

Е. Сформулировал закон всемирного тяготения.

Ж. Подтвердил равенство  гравитационного заряда тела с его массой с точностью до одной триллионной.

№8 С одинаковой ли силой взаимодействуют пары шаров: (см рисунок)

1.Н.Коперник

2. К. Птолемей

3. Аристотель

4. Тихо Браге

5.И.Ньютон

6. Роберт Гук

7. Б.В.Брагинский 

В.И.Попов

№2

А) m      m

    m      m

Б)  m₁      m₁  

    m₂      m₂

 m₁  <   m₂ 

В)          m₂ >    m₁  

Г)

m₂   >    m₁    

      1кг                                1 кг

Д)     1м             

 Учащиеся оценивают свои работы по таблице.

Ставят себе оценку за выполнение домашней работы.

Вывод:

F ~ m₁ m_2.

          R²

Б) Индивидуальная работа.

Цель: проверить умение/ знание закона всемирного тяготения, умение применять при решении в знакомых и незнакомых ситуациях. Учитель добивается понимания  умений/ знаний функциональной зависимости силы всемирного тяготения от  массы тел, расстояния между телами.

№1. Определить силу всемирного притяжения между Землей и Луной.

Приставка ЭКСА – обозначается Э – множитель 10¹⁸

№2 Определить массу Солнца.

№3 Определить расстояние между двумя кораблями.

F - ?

m_з = 6,4  10²⁴ кг

m_л = 7,4  10²² кг

R _лз  =  3,8  10⁸м

 m_с  - ?

m_з = 6,4  10²⁴ кг

R _сз  =  1,5  10¹¹ м

F_сл  = 40  10²¹Н = 40000ЭН

R - ?

m_{1 =}  m₂ = m = 200т

F = 0,1Н

m_с  = F_сл R _сз²  

            G m_з

R =  m² G

            F

F= 6,67 10^-11Н м²/кг² х

6,4  10²⁴ кг  7,4  10²² кг

        (3,8  10⁸м)²

= 21  10¹⁹Н = 210ЭН

m_{с  =} 40  10²¹Н  (1,5  10¹¹ м)² / 6,67 10^-11Н м²/кг²   6,4  10²⁴ кг  = 2 10³⁰кг

R = 6,67 10^-11Н м²/кг² х (2  10⁵кг)²

    0,1Н

= 266,8 10^-1 = 26,68м

В) Фронтальная работа.

Цель: проверка знаний  понятийного материла, терминологии явления тяготения.

закона всемирного тяготения в результате групповой работы по проблеме: Доказать, что сила всемирного тяготения зависит от массы тел и расстояния между телами.

9.Какие явления относятся к гравитационным?

10. Какие взаимодействия называются гравитационными?

11. Что такое гравитация?

12. Что называют гравитационным полем?

13. Какая физическая величина характеризует гравитационные взаимодействия?

14. Назовите свойства гравитационного заряда.

15. Какая сила осуществляет гравитационные взаимодействия?

16. Назовите признаки силы всемирного тяготения.

17.Между какими физическими величинами выражает связь закон всемирного тяготения?

18. Как И.Ньютон доказал, что сила всемирного тяготения зависит от масс тел и расстояния между ними?

19.Сформулировать закон  всемирного тяготения, записать математически.

9. явления притяжения всех тел друг к другу.

10. взаимодействия между телами Вселенной.

11. явления всемирного тяготения.

12. особая форма материи, посредством которой осуществляется гравитационные взаимодействия.

13. гравитационный заряд.

14. гравитационный заряд совпадает с массой тела.

15. сила всемирного тяготения.

16. приложена к центрам  масс тел, направлена противоположно друг другу, по модулю определяется по формуле.

17. m_1, m_2,   R

Доказательство:

1) По 3 закону Ньютона – если сила, действующая на тело прямо пропорциональна массе тела, то равная ей сила, действующая на второе  тело, прямо пропорциональна массе второго тела. Так как силы равны, то  силы прямо пропорциональны массе и первого и второго тел.

2) Ньютон рассчитал отношение радиуса орбиты Луны к радиусу Земли, оказалось равно 60, а отношение ускорения свободного падения на Земле к центростремительному ускорению, с которым Луна обращается вокруг Земли,  равнялось 3600. Следовательно, ускорение обратно пропорционально квадрату расстояния между телами.

3) По II закону  Ньютона сила и ускорение связаны прямой зависимостью. Следовательно, сила обратно пропорциональна квадрату расстояния.

F ~ m₁ m_2.

          R²

1)По III закону Ньютона

F_1,2 =  F_2,1.

Если  F_1,2~ m_1, то F_2,1 ~ m_2.

 Следовательно, F ~ m₁ m_2.

2)  R _лз  =   384000 км = 60

      R_з           6400км

  g_з = 9,8  м/с²           =     

  α_л    0,0027 м/с²

 ⁼  3600

 g_з  = R _{л з}² ;            g ~ 1

 α_л    R_з²                            R_з²

Но  F = mg ,

Следовательно,    F~ 1

                                     R²

3) По II закону  Ньютона

    α    = F ;            α ~ 1

            m                    m

Но  g  =  F ;   g   =     const,

               m 

Следовательно,  

 F   ~    1

            R²

III. Изучение  новой темы:

Цель: ввести опытное обоснование гравитационной постоянной, ее физический смысл, единицы измерения. Решить проблему, поставленную в начале урока: почему мы не видим притяжения тел в комнате.

F ~ m₁ m_2.

           R²

F =  G m₁ m_2.

             R²

G = 6,67 10^-11Н м²/кг²

Определил ее Кавендиш.

Фрагмент фильма

«Опыт Кавендиша».

 ТАК ПОЧЕМУ ТЕЛА В КОМНАТЕ НЕ ПРИТЯНУЛИСЬ ДРУГ К ДРУГУ?

Применение закона всемирного тяготения

1.При открытии новых планет. Открыв планету Уран, рассчитали ее орбиту, но расчеты не совпали с  истинным значением.  Предположили, что возмущение орбиты вызвано наличием еще одной планеты, находящейся за Ураном. Чтобы найти новую планету,  нужно было решить систему 12 дифференцированных уравнений с 10  неизвестными. 

Эту задачу решил английский студент Адамс,  решение отправил в английскую академию наук. Но там на его не обратили внимание А французский математик Леверье , решив задачу, послал результат итальянскому астроному Галле. И в первый же вечер, направив свою трубу в нужную точку, была обнаружена новая планета – Нептун. Подобным образом в 30 е годы 20 столетия была открыта 9 планета Солнечной системы Плутон.

IV. Закрепление. Решение задач и тестов.

 2. I. Этап.

Работа по вопросам.

№20.Два тела массой 10³кг  и 2 10³кг находятся друг от друга на расстоянии R и притягиваются друг к другу с силой F. Чему равна сила притяжения тел F₁ массой 2 10³кг и 4 10³кг, находящихся на таком же расстоянии.

1) F;  2) 2 F; 3)4 F; 4) 8 F.

№21. Два тела массами

 m₁=  m и m₁=  2 m падают в воздушном пространстве. Сравните ускорения тел α₁ и  α₂  этих тел. 1) α_{1 =} 2 α₂; 2) α_{1 =}  α₂;  3) α_{2 =} 2 α₁; 4) α_{1 =} 4 α₂

№22. На космонавта, находящегося на поверхности Земли, действует сила 720 Н. Какая сила тяготения будет действовать на того же космонавта  в космическом корабле на расстоянии двух земных радиусов от поверхности Земли?   1) 360Н; 2) 240Н; 3)180Н; 4) 80Н.

№1 Сравнить F и F₁

1 10³кг                  2  10³кг

           F      R      F

4 10³кг              2  10³кг

           F₁     R    F₁

4 10³кг              2  10³кг

№2 Сравнить α₁ и  α₂  

     m                   2 m

            α₁                         α₂                

      R

№3 Сравнить F₁ и  F₂  

                   m

                                  F₂                

    2R

      m

              F₁

                      R

Вывод.

Заполнить таблицу:

2 тур.

Решение задач.

№ 1. Определить массу М планеты Марс, если известно, что спутник Марса Фобос обращается вокруг него по круговой орбите радиусом R = 9400 км с периодом Т = 7ч 39 мин

Работа сильных учеников с тестовым заданием за компьютером.

1. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если расстояние между ними уменьшить в три раза?

а) увеличится в 3раза;   В) уменьшится в 3 раза;    с) увеличится в 9 раз; д) уменьшится в 9 раз;  е) не изменится

2. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если массы взаимодействующих тел увеличить в три раза?

а) увеличится в 3 раза; В) уменьшится в 3 раза; с) увеличится в 9 раз;д) уменьшится в 9 раз; е) не изменится

3. С какой силой притягиваются два вагона массой по 90 т каждый, если расстояние между нами 2 км?

а) 3,5 10-8 Н; В) 21,5 10-8 Н; с) 13,5 10-8 Н; д) 4,9 10-8 Н; е) 16 10-8 Н

4. На какой высоте над поверхностью Земли сила тяготения уменьшается на 19%? Радиус Земли 6400 км.

а) 711 км; В) 332 км; с) 7100 км; д) 0,7 км

3 тур.

Задачи с решением.

№1 Каким должен быть радиус круговой орбиты искусственного спутника Земли, чтобы он все время находился над одной и той же точкой земной поверхности на экваторе?

Решение.

Для того чтобы спутник, двигаясь по круговой орбите, находился все время над одной и той же точкой земной поверхности на экваторе, необходимо, чтобы период Тс обращения спутника вокруг Земли был равен периоду Тз обращения Земли вокруг своей оси. Центростремительное ускорение спутника создается силой притяжения к  Земле.

Спутник на экваторе:

Тс = Тз

1) α_{ц =}   F  =  m_с М_з G = М_з G

            m_с       R² m_с         R²

2) α_ц = υ² = 4π² R² = 4π² R

            R      RТ²         Т²

υ = 2 π R

         Т

Следовательно, (1) = (2)

М_з G = 4π² R

   R²               Т²

R =

Итоги урока.

Явление – опыты – закон – опыты – теория.

Явления тяготения изучались многими учеными, проводились опыты, и только Ньютон, сопоставляя падение созревшего яблока в саду родителей и движение планет, тел Вселенной  математически вывел функциальную зависимость массы тел, расстояния между ними и силы всемирного тяготения – закон.

Почему всемирного тяготения? 

Кавендиш и другие ученые многократно рассчитывали гравитационную постоянную, опытно доказывали выполнимость закона. Эйнштейн объединил все знания  в теорию тяготения.

Сформулировать закон всемирного тяготения.

Функцию  каких  физических  величин устанавливает закон всемирного тяготения? 

Памятка по изучению

          закона.

1.Познакомится с фундаментальным законом физики – законом всемирного тяготения.

2.Выяснить между какими физическими  величинами выражает связь данный закон.

3.Формулировка закона, математическая его запись.

4. Опыты подтверждающие его справедливость.

5. Объяснение закона на основе современных научных теорий.

6.Примеры использования закона на практике.

7.Границы применимости закона.

Саморефлексия

На уроке вы углубили знания и применение закона всемирного тяготения – фундаментального закона природы!

 научились решать качественные и аналитические задачи, справились со всеми видами работы, усвоили понятийный материал, сможете применять  при решении задач.

В таблице поставьте галочку напротив ответа, соответствующего состоянию вашей души:

А) я умею применять закон всемирного тяготения, уверен в своих знаниях;

Б) я думаю, что научился  применять закон всемирного тяготения.

В) я не уверен, что смогу решать задачи на применение закона всемирного тяготения; Г) к данной работе безразличен