Урок Закон Всемирного тяготения

1.       Информация о разработчике плана

ФИО разработчика	Левша Юлия Сергеевна
Место работы	МОУ СОШ № 34

2.       Общая информация по уроку

Класс (укажите класс, к которому относится урок):	10 класс
Место урока (по тематическому планированию ПРП)	1 полугодие
Тема урока	«Закон Всемирного тяготения»
Уровень изучения (укажите один или оба уровня изучения (базовый, углубленный), на которые рассчитан урок):	Базовый
Тип урока (укажите тип урока):	Комбинированный урок
Планируемые результаты (по ПРП):
Личностные: формирование мотивации к целенаправленной учебно-познавательной деятельности; формирование компетентности в общение и сотрудничестве со сверстниками; формирование устойчиво учебно-познавательной мотивации и интереса к учению.
Метапредметные: математика, география, астрономия.
Предметные: развить умение строить самостоятельные высказывания в устной и письменной форме; развить мышление, воображение, логический подход к решению поставленных задач.
Ключевые слова (введите через запятую список ключевых слов, характеризующих урок): гравитационная сила, масса тел, сила тяжести, гравитационная постоянная, гравитационная масса.
Краткое описание (введите аннотацию к уроку, укажите оборудование/материалы, используемые на уроке) Оформление: на доске портрет Исаака Ньютона, под портретом высказывание "Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другим, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным", на кафедре зеленые яблоки. Оборудование: Проекционная аппаратура, презентация "Закон всемирного тяготения". Литература: Я.И. Перельман. Занимательная физика. Книга 2. Москва. Наука, 2004г., с. 163-165.  Л.А.Горев. Занимательные опыты по физике. Москва. Просвещение, 2003г., с. 38-40.  В А.Золотов. Вопросы и задачи по физике. Москва. Просвещение, 2012 г Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский «Физика» Москва. Просвещение, 2013 г ,с. 81-86.

3.       Блочно-модульное описание урока

БЛОК 1. Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия нового материала

Этап 1.1. Мотивирование на учебную деятельность

Укажите формы организации учебной деятельности на данном этапе урока. Опишите конкретную учебную установку, вопрос, задание, интересный факт, которые мотивируют мыслительную деятельность школьника (это интересно/знаешь ли ты, что).

Здравствуйте, садитесь. Сегодня у нас с вами урок изучения нового материала. Создание проблемной ситуации. (вынос ящика). Вопрос учителя: Что находится в ящике? (отв. яблоко) Сформулируем тему урока и запишем. ТЕМА УРОКА: «Закон всемирного тяготения». Для того, чтобы изучить данное явление вспомним необходимые понятия, которые понадобятся нам при изучении данной темы. Вопросы: Что такое сила? Единицы ее измерения? Какие силы существуют в природе? Сформулируйте второй закон Ньютона? Что такое масса? Единицы ее измерения? Как движется тело если на него не действует сила? Сформулируйте второй закон Ньютона?

Этап 1.2. Актуализация опорных знаний

Укажите формы организации учебной деятельности и учебные задания для актуализации опорных знаний, необходимых для изучения нового

Лирическое отступление. Из истории открытия закона всемирного 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. Как был открыт закон всемирного тяготения 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 Это интересно В 1666 году в Кембридже началась какая-то эпидемия, которую тогда сочли чумой, и Ньютон удалился в свой Вульсторп. Здесь в деревенской тиши, не имея под рукой ни книг, ни приборов, живя почти отшельнической жизнью, двадцатитрехлетний Ньютон предался глубоким философским размышлениям. Плодом их было гениальнейшее из его открытий — учение о всемирном тяготении. Был летний день. Исаак Ньютон любил размышлять, сидя в саду. Предание сообщает, что размышления Ньютона были прерваны падением налившегося яблока. Без обдумывания, без предварительных логических рассуждений в мозгу его блеснула мысль, что падение яблока и движение планет по своим орбитам должны подчиняться одному и тому же универсальному закону. Он тут же сформулировал гипотезу о законе всемирного тяготения. В последующие недели мысли Ньютона все снова и снова возвращались к этой гипотезе. Ему пришла в голову мысль, что сила тяжести не ограничена поверхностью Земли, а простирается гораздо дальше. Почему бы и не до Луны? Ньютон доказал, что Луна удерживается на своей орбите той же силой тяготения, под действием которой падают тела на поверхность Земли. Знаменитая яблоня долго хранилась в назидание потомству. Она пережила Ньютона почти на сто лет. Позднее засохла, была срублена и превращена в исторический памятник в виде скамьи. Этот сорт яблони решили посадить во всех учебных заведениях Запомни, что … Всемирное тяготение – взаимное притяжение между всеми телами Вселенной. Гравитационные силы – силы всемирного тяготения. Гравитационное поле – особый вид материи, осуществляющий гравитационное взаимодействие. В 1687 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения: Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален 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. Эксперимент Генри Кавендиша. Определение значения гравитационной постоянной В 1788 году английский физик Генри Кавендиш определил, насколько велика сила притяжения между двумя объектами. В результате была достаточно точно определена гравитационная постоянная, что позволило Кавендишу впервые определить и массу Земли. Физический смысл гравитационной постоянной Гравитационная постоянная численно равна силе притяжения двух тел, массой 1 кг каждое, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга. Границы применимости закона?

Этап 1.3. Целеполагание

Назовите цель (стратегия успеха): ты узнаешь, ты научишься

1.       Учитывать разные мнения и интересы и обосновывать собственную позицию; брать на себя инициативу в организации совместного действия; 2.       Участвовать в коллективном обсуждении проблемы. 3.       Получишь новые теоретические знания, полученные на уроке нужно уметь применять для решения задач и в жизни.

БЛОК 2. Освоение нового материала

Этап 2.1. Осуществление учебных действий по освоению нового материала

Укажите формы организации учебной деятельности, включая самостоятельную учебную деятельность учащихся (изучаем новое/открываем новое). Приведите учебные задания для самостоятельной работы с учебником, электронными образовательными материалам (рекомендуется обратить внимание учеников на необходимость двукратного прочтения, просмотра, прослушивания материала. 1) на общее понимание и мотивацию 2) на детали). Приведите задания по составлению плана, тезисов, резюме, аннотации, презентаций; по наблюдению за процессами, их объяснением, проведению эксперимента и интерпретации результатов, по построению гипотезы на основе анализа имеющихся данных и т.д.

Закон всемирного тяготения имеет определенные границы применимости; он применим, если: 1) взаимодействующие тела – материальные точки; 2) тела имеют форму шара; 3) одно из тел - шар большого радиуса, взаимодействующий с телом, размер которого много меньше размеров шара. Закон неприменим, например, для взаимодействия бесконечного стержня и шара. Сила тяготения становится заметной только тогда, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел имеет очень большую массу (планета, звезда). Механизм гравитационного взаимодействия В настоящее время механизм гравитационного взаимодействия представляется следующим образом. Каждое тело массой М создает вокруг себя поле, которое называют гравитационным. Если в некоторую точку этого поля поместить пробное тело массой т, то гравитационное поле действует на данное тело с силой F, зависящей от свойств поля в этой точке и от величины массы пробного тела. Гравитационное поле, св-ва СУЩЕСТВУЕТ ВОКРУГ ЛЮБОГО ТЕЛА ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ПРИТЯЖЕНИЕ МЕЖДУ ТЕЛАМИ ВСЕПРОНИКАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ГРАВИТАЦИОННЫ ЗАРЯДОМ – МАССОЙ Сформулируй закон Всемирного тяготения. (Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними) Значение закона всемирного тяготения: Объясняет движение планет; Объясняет морские приливы и отливы; Позволил открыть новые планеты – Нептун и Плутон; Можно предсказывать солнечные и лунные затмения; Можно объяснить строение Солнечной системы.  Подумай и ответь. Работа по групамм (задания даны вначале урока) Почему все тела падают на  Землю? На все тела действует  сила тяжести Почему  не видим мы, чтобы  притягивали друг друга столы, люди? Сила настолько мала, что мы ее просто не чувствуем Что стало б со всеми предметами  на Земле, если бы не было силы тяжести? Земля не смогла бы удержать атмосферу и различные тела Что стало бы с Землей, если бы исчезла сила тяготения между Землей и Солнцем? Масса Солнца составляет 99,9 % массы всей солнечной системы. Притяжение Солнца удерживает все планеты на своих орбитах Можно ли на Земле укрыться от силы тяготения? Конечно, нет! Между любыми телами во Вселенной действует сила взаимного притяжения.

Этап 2.2. Проверка первичного усвоения

Укажите виды учебной деятельности, используйте соответствующие методические приемы. (Сформулируйте/Изложите факты/Проверьте себя/Дайте определение понятию/Установите, что (где, когда)/Сформулируйте главное (тезис, мысль, правило, закон)

Решение задач 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∙109 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?

Этап 2.2. Проверка первичного усвоения

Укажите виды учебной деятельности, используйте соответствующие методические приемы. (Сформулируйте/Изложите факты/Проверьте себя/Дайте определение понятию/Установите, что (где, когда)/Сформулируйте главное (тезис, мысль, правило, закон)

Вопросы: 1. Какое явление называется всемирным тяготением? (Всемирное тяготение – взаимное притяжение между всеми телами Вселенной). 2. Кто и когда открыл закон всемирного тяготения? (В 1687 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения) 3. Как читается закон всемирного тяготения? (Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними) 4. В каких случаях можно применять закон всемирного тяготения? (1) взаимодействующие тела – материальные точки; 2) тела имеют форму шара;3) одно из тел - шар большого радиуса, взаимодействующий с телом, размер которого много меньше размеров шара.) 5. Притягивается ли к Земле яблоко, висящее на ветке дерева? (Да, конечно! Ведь гравитация - это сила ВЗАИМНОГО притяжения. Здесь особенность в том, что яблоко, в отличие от Земли обладает ничтожно малой силой притяжения, которой и пренебрегают при расчетах. Эта сила зависит от массы).

БЛОК 3. Применение изученного материала

Этап 3.1. Применение знаний, в том числе в новых ситуациях

Укажите формы организации соответствующего этапа урока. Предложите виды деятельности (решение задач, выполнение заданий, выполнение лабораторных работ, выполнение работ практикума, проведение исследовательского эксперимента, моделирование и конструирование и пр.), используйте соответствующие методические приемы (используйте правило/закон/формулу/теорию/идею/принцип и т.д.; докажи истинность/ложность утверждения и т.д.; аргументируй собственное мнение; выполни задание; реши задачу; выполни/сделай практическую/лабораторную работу и т.д.).

Ярчайшим применением всемирного тяготения является запуск искусственного спутника Земли в 1957г советскими учеными. Вопрос: А что нужно сделать, чтобы тело стало искусственным спутником Земли? Рассчитать, с какой скоростью должно вылететь тело, чтобы стать искусственным спутником Земли, то есть обращаться вблизи Земли по круговой орбите мы сможем на следующем уроке, изучая тему «Первая космическая скорость»

Этап 3.2. Выполнение межпредметных заданий и заданий из реальной жизни

Подберите соответствующие учебные задания

Задача физико-астрономическая: Определите массу Сатурна (в массах Земли) путем сравнения системы Сатурн-Титан с системой Земля-Луна, если известно, что спутник Сатурна Титан стоит от него на расстоянии 1220 тыс.км и обращается с периодом 16 суток. Для получения данных о Луне воспользуйтесь справочником.

Этап 3.3. Выполнение заданий в формате ГИА (ОГЭ, ЕГЭ)

Подберите соответствующие учебные задания

1.       Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. У первой из них радиус орбиты вдвое больше, чем у второй. Каково отношение сил притяжения первой и второй планет к звезде F1/F2? 2.       Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 4 раза больше, чем для второй. Каково отношение радиусов орбит первой и второй планет?

Этап 3.4. Развитие функциональной грамотности

Подберите соответствующие учебные задания

Космонавты, работающие на орбитальной станции, попросили на следующем грузовом корабле прислать барометр для измерения давления воздуха внутри станции. Какой прибор: ртутный барометр или барометр-анероид отправили на орбитальную космическую станцию? Обоснуйте ответ.

Этап 3.5. Систематизация знаний и умений

Подберите учебные задания на выявление связи изученной на уроке темы с освоенным ранее материалом/другими предметами

Задача метапредметная: география, физика, математика. В разных концах городской площади стоят 2 памятника из гранита. Известно, что масса каждого из них равна 20 тоннам. Также известна сила, с которой они притягиваются друг к другу 6,67*10-5Н. Найдите расстояние между памятниками.

БЛОК 4. Проверка приобретенных знаний, умений и навыков

Этап 4.1. Диагностика/самодиагностика

Укажите формы организации и поддержки самостоятельной учебной деятельности ученика, критерии оценивания

Вопрос 1 При увеличении в 2 раза расстояния между центрами однородных шаров сила гравитационного притяжения между этими шарами Варианты ответов не изменится уменьшится в 2 раза уменьшится в 4 раза увеличится в 2 раза Вопрос 2 Масса Луны примерно в 81 раз меньше массы Земли. Если Земля притягивает Луну с силой, равной по модулю F, то Луна притягивает Землю с силой Варианты ответов F/9 F/81 9F F Вопрос 3 Ускорение свободного падения вблизи поверхности Луны равно 1,6 м/с2. Это означает, что Варианты ответов через 10 с свободного падения из состояния покоя скорость тела будет равна 16 м/с через 1 с свободного падения из состояния покоя скорость тела будет равна 16 м/с за 10 с свободного падения из состояния покоя тело пролетит 16 м за 1 с движения из состояния покоя тело пролетит 16 м Вопрос 4 На рисунке приведён график зависимости модуля скорости тела массой 5 кг, совершающего на некоторой планете свободное падение с небольшой высоты H. Сила тяжести, действующая на тело вблизи поверхности этой планеты, будет примерно равна Варианты ответов 50 Н 20 Н 4 Н 5 Н Вопрос 5 Какое(-ие) из утверждений верно(-ы)? Сила всемирного тяготения, действующая между Землёй и её искусственным спутником, А. зависит от массы спутника. Б. увеличивается по модулю при увеличении расстояния между Землёй и спутником. Варианты ответов только А только Б ни А, ни Б и А, и Б

БЛОК 5. Подведение итогов, домашнее задание

Этап 5.1. Рефлексия

Введите рекомендации для учителя по организации в классе рефлексии по достигнутым либо недостигнутым образовательным результатам

Сегодня вы продуктивно поработали, осознали, глубоко ли вы освоили Закон всемирного тяготения. Развили умения анализировать, синтезировать, делать выводы, выделять существенные признаки объектов, выдвигать гипотезы, проверять результаты своей работы. - Какое значение для вас имеют знания и умения, полученные на данном уроке? Что вызвало наибольшую трудность: а) изучение материала? б) систематизация знаний? Исаак Ньютон незадолго перед смертью, словно оглядывая свою жизнь, такую спокойную внешне и такую неистово бурную внутренне, писал: "Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другим, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным"

Этап 5.2. Домашнее задание

Введите рекомендации по домашнему заданию

Параграфы 30,31. Карточка с задачей №1,2 (для сдающих ЕГЭ +задача № 3). Перспективное домашнее задание: Вам сообщили, что через год тяготение "отключится". Подготовить проект спасения человечества (срок 2 недели).