План-конспект открытого урока по теме "Закон Всемирного тяготения"

План-конспект открытого урока

по теме «Закон всемирного тяготения»

Цель урока	Познакомить учащихся с законом всемирного тяготения, раскрыть физический смысл гравитационной постоянной.
Тип урока	Комбинированный урок.
План изложения нового материала	1.    История открытия закона всемирного тяготения. 2.    Закон всемирного тяготения. 3.    Гравитационная постоянная. 4.    Когда можно применять формулу F=G(m1m2)/R2? 5.    Научиться применять формулу при решении задач. 6.    Закон всемирного тяготения и третий закон Ньютона.
Проверка знаний	1.    Физический диктант(н.у.) 2.    Обучающая, закрепляющая самостоятельная работа I вариант. Определите силу, действующую между небесными телами массами 25 т и 360 т, если они находятся на расстоянии 150 км. II вариант. Рассчитайте силу всемирного тяготения между двумя шарами массами по 5 кг, находящимися на расстоянии 1 м. Как изменится сила, если шары развести на расстояние в 2 м?
Домашнее задание	1.    У: § 11, доклад, подсчитать ускорение яблока

Наш урок сегодня посвящен закону всемирному тяготения.

Для начала мы с вами подведем небольшой итог по пройденному материалу.

Итак, обещанный мной на прошлом уроке физический диктант состоит из двух вариантов по пять вопросов. (От окна I, II)

Количество правильных ответов будет соответствовать вашей оценке.

Не забудьте, пожалуйста, подписать фамилию и вариант.

I вариант	II вариант
1. Траектория	1. Перемещение
2. Прямолинейное равномерное движение	2. Прямолинейное равноускоренное движение
3. Скорость тела при равноускоренном движении	3. Скорость тела при равномерном движении
4. Ускорение тела, движущегося по окружности	4. Ускорение тела, движущегося прямолинейно равноускоренно
5. Формулировка и формула II закона Ньютона	5. Формулировка и формула  III закона Ньютона

Обменяйтесь работами и проверьте карандашом, через две минуты передайте с задних парт вперед. Кстати, у меня есть волшебный карандаш, к кому он попадает в руки, тот отвечает на поставленный вопрос.

5 вопрос II варианта III закон Ньютона, давайте еще раз проговорим его формулировку: Два тела взаимодействуют с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Исаак Ньютон Английский физик, астроном и математик  (4.I  1643 — 31.III  1727) задумался, почему яблоко, оторвавшись от ветки, падает на Землю? Он сделал предположение, что на яблоко действует какое-то тело. Какое? Надеюсь, мы найдем ответ сегодня.

В 1667г. он открыл закон всемирного тяготения. Свое открытие он обосновал на астрономических наблюдениях. Эти наблюдения были сделаны, конечно, другими учеными. В свою очередь это был известнейший в то время Датский астроном (14.XII  1546 — 24.Х  1601) Тихо Браге. Он измерил положение всех существующих планет и записал их координаты, но вывести закон движения планет относительно Солнца ему не удалось. Это сделал его ученик Иоганн Кеплер немецкий астроном и математик (27.XII  1571 — 15.XI  1630). Он воспользовался не только измерениями Тихо Браге, но и воспользовался к тому времени уже достаточно обоснованной и используемой везде и всюду гелиоцентрической системой мира Коперника, та в которой считается, что в центре нашей системы находится Солнце и вокруг него вращаются планеты.

После вывода закона всемирного тяготения, конечно, появились некоторые вопросы:

1.     Почему те или иные тела притягиваются друг к другу?

2.     Каким свойствам должны отвечать эти тела?

3.     Почему они создают вокруг себя нечто, что заставляет другие тела двигаться относительно них?

Отвечать на эти вопросы пришлось Ньютону и он, конечно, достаточно быстро нашел ответы на них.

Ньютон предположил, и это совершенно точно подтвердилось, что все тела обладают свойством притяжения, т.е. все тела, обладающие массами, притягиваются друг к другу. Это явление назвали всемирным тяготением. А сила, с которой они притягиваются, называется гравитационной (от лат. гравио – тяжесть).

Ньютону удалось получить формулу для вычисления силы притяжения тел обладающих массой, а это и есть закон всемирного тяготения.

Итак, закон всемирного тяготения звучит так:

Два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Давайте посмотрим на запись закона и все величины, которые входят в формулу.

Обратите внимание, что F~ m₁·m₂ , и F~

Необходимо отметить в каких единицах измеряются величины

F – [Н]         m – [кг]       R – [м]

Нужно отметить одну важную особенность, вы наверняка заметили присутствие еще одной величины G, которая называется гравитационной постоянной.

Физический смысл:

Это сила взаимодействия двух тел m=1 кг, расположенных на расстоянии 1 м.

Обратите внимание, что эта величина очень мала.

Как вы думаете, два стоящих рядом человека притягиваются или нет?

Конечно, да, но они не чувствуют взаимного притяжения, т. к. 10^-11 не дает значительного ощущения. Рассчитайте, пожалуйста, силу, с которой вы притягиваетесь к вашему соседу.

Д/з № 1: Подготовить сообщение о том, кто, когда и каким образом  определил гравитационную постоянную?

Думаю, наступил момент сказать об ограничениях закона всемирного тяготения.

Очень важно понимать условия применимости этого закона.

Условия применимости:

1.     Если размеры тел пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними (точечные тела);

2.     Если оба тела однородны и имеют шарообразную форму;

3.     Если одно тело - однородный шар, а второе тело – материальная точка.

  

Обратите внимание, что 3 условие является основанием для расчета силы притяжения к земле любого из находящихся на ней тел. R=Rз

Предлагаю вернуться к вопросу, с которого мы начали разговор, насчет яблока.

Почему же оно падает? Конечно, потому что они притягиваются друг к другу.

Если висящее на ветке яблоко притягивается к Земле с силой 1Н, с какой силой притягивается Земля к яблоку? Конечно 1 Н.

И когда яблоко отрывается от ветки, то оба тела – Земля и яблоко – движутся на встречу друг к другу(например, относительно звезд) с ускорениями обратно пропорциональными их массам.

Но т.к. масса Земли>>массы яблока, то ускорение практически=0, а яблоко движется с ускорением,…а с каким ускорение вы мне скажете на следующем уроке, т.к. подсчитаете его дома.

Запишите, пожалуйста, Д/з № 2: Подсчитайте, с каким ускорением движется яблоко к Земле, используя 2з. Ньютона и з. всемирного тяготения:

   ;; § 11.

Предлагаю решить задачу на применение з. всемирного тяготения:

Задача.

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

Дано:               СИ                     Решение:            

m₁=8 т        8∙10³ кг     

m₂=20 т      2∙10⁴ кг

R=100 м

F -?                                           

Ответ: сила их взаимного притяжения равна 1мкН.

Молодцы, а сейчас мы напишем обучающее - закрепляющую  самостоятельную работу (в рабочей тетради). Первые пять человек получат оценки в журнал.

Самостоятельная работа

I вариант

Определите силу, действующую между небесными телами массами 25 т и

360 т, если они находятся на расстоянии 150 км.

II вариант

 Рассчитайте силу всемирного тяготения между двумя шарами массами по

5 кг, находящимися на расстоянии 1 м. Как изменится сила, если шары развести на расстояние в 2 м?

Давайте подведем итоги урока

Краткое описание документа:

Исаак Ньютон Английский физик, астроном и математик  (4.I  1643 — 31.III  1727) задумался, почему яблоко, оторвавшись от ветки, падает на Землю? Он сделал предположение, что на яблоко действует какое-то тело. Какое? Надеюсь, мы найдем ответ сегодня.

В 1667г. он открыл закон всемирного тяготения. Свое открытие он обосновал на астрономических наблюдениях. Эти наблюдения были сделаны, конечно, другими учеными. В свою очередь это был известнейший в то время Датский астроном (14.XII  1546 — 24.Х  1601) Тихо Браге. Он измерил положение всех существующих планет и записал их координаты, но вывести закон движения планет относительно Солнца ему не удалось. Это сделал его ученик Иоганн Кеплер немецкий астроном и математик (27.XII  1571 — 15.XI  1630). Он воспользовался не только измерениями Тихо Браге, но и воспользовался к тому времени уже достаточно обоснованной и используемой везде и всюду гелиоцентрической системой мира Коперника, та в которой считается, что в центре нашей системы находится Солнце и вокруг него вращаются планеты.

После вывода закона всемирного тяготения, конечно, появились некоторые вопросы:

1.     Почему те или иные тела притягиваются друг к другу?

2.     Каким свойствам должны отвечать эти тела?

3.     Почему они создают вокруг себя нечто, что заставляет другие тела двигаться относительно них?

Отвечать на эти вопросы пришлось Ньютону и он, конечно, достаточно быстро нашел ответы на них.

Ньютон предположил, и это совершенно точно подтвердилось, что все тела обладают свойством притяжения, т.е. все тела, обладающие массами, притягиваются друг к другу. Это явление назвали всемирным тяготением. А сила, с которой они притягиваются, называется гравитационной (от лат. гравио – тяжесть).

Ньютону удалось получить формулу для вычисления силы притяжения тел обладающих массой, а это и есть закон всемирного тяготения.

Итак, закон всемирного тяготения звучит так:

Два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Давайте посмотрим на запись закона и все величины, которые входят в формулу.

Обратите внимание, что F~ m₁·m₂ , и F~

Необходимо отметить в каких единицах измеряются величины

F – [Н]        m – [кг]             R – [м]

Нужно отметить одну важную особенность, вы наверняка заметили присутствие еще одной величины G, которая называется гравитационной постоянной.

Физический смысл:

Это сила взаимодействия двух тел m=1 кг, расположенных на расстоянии 1 м.

Обратите внимание, что эта величина очень мала.

Как вы думаете, два стоящих рядом человека притягиваются или нет?

Конечно, да, но они не чувствуют взаимного притяжения, т. к. 10^-11 не дает значительного ощущения. Рассчитайте, пожалуйста, силу, с которой вы притягиваетесь к вашему соседу.

Д/з № 1: Подготовить сообщение о том, кто, когда и каким образом  определил гравитационную постоянную?

Думаю, наступил момент сказать об ограничениях закона всемирного тяготения.

Очень важно понимать условия применимости этого закона.

Условия применимости:

1.     Если размеры тел пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними (точечные тела);

2.     Если оба тела однородны и имеют шарообразную форму;

3.     Если одно тело - однородный шар, а второе тело – материальная точка.

Обратите внимание, что 3 условие является основанием для расчета силы притяжения к земле любого из находящихся на ней тел. R=Rз

Предлагаю вернуться к вопросу, с которого мы начали разговор, насчет яблока.

Почему же оно падает? Конечно, потому что они притягиваются друг к другу.

Если висящее на ветке яблоко притягивается к Земле с силой 1Н, с какой силой притягивается Земля к яблоку? Конечно 1 Н.

И когда яблоко отрывается от ветки, то оба тела – Земля и яблоко – движутся на встречу друг к другу(например, относительно звезд) с ускорениями обратно пропорциональными их массам.

Но т.к. масса Земли>>массы яблока, то ускорение практически=0, а яблоко движется с ускорением,…а с каким ускорение вы мне скажете на следующем уроке, т.к. подсчитаете его дома.

Запишите, пожалуйста, Д/з № 2: Подсчитайте, с каким ускорением движется яблоко к Земле, используя 2з. Ньютона и з. всемирного тяготения:

   ;;