Конспект уроку «Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Прискорення вільного падіння»

План конспект уроку з  фізики

Учитель Яковенко Марина Анатоліївна

Тема уроку: ЗАКОН ВСЕСВІТНЬОГО ТЯЖІННЯ. СИЛА ТЯЖІННЯ. ПРИСКОРЕННЯ ВІЛЬНОГО ПАДІННЯ

Мета уроку:пояснити учням закон всесвітнього тяжіння, розглянути межі його застосування та фізичний зміст гравітаційної сталої; сформувати знання про силу тяжіння, як вона напрямлена та за якими формулами її обчислюють; проаналізувати  від яких чинників залежить прискорення вільного падіння; розвивати практичні вміння та навички учнів застосовувати набуті знання для розв’язування розрахункових задач; виховувати відповідальне відношення до навчання, товариськість.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань,вмінь та навичок

ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

Перевірка готовності учнів до уроку.

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОСНОВНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Вправа «Заповни пропуски»

Вчитель пропонує учням заповнити дописати не вистачаючи фрагменти в таблиці. (Можливо два варіанта виконання вправи, за допомогою проектора або запису на дошці)

Тестування з теми «Закони Ньютона»

Учням роздаються аркуші з завданням, які вони мають підписати та обвести правильну відповідь. Максимальна кількість за виконання тесту 8 балів (по 1 балу за завдання ).

1. Яку величину прийнято вимірювати в кілограмах?

а) прискорення;                   б) силу;                   в) масу;                   г) швидкість.

2. Як називають одиницю сили, що надає тілу масою 1 кг прискорення 1 м/с?

а) кілограм;                     б) дина;                     в) паскаль;                     в) ньютон.

3. У якому напрямі буде падати людина, яка послизнулась?

а) вперед;                      б) назад;                        в) вліво;                         г) вправо.

4. Як називають частину механіки, яка вивчає причини зміни швидкості тіла?

а) кінематика;           б) динаміка;           в) статика;          г) закони збереження.

5. Що інертніше – рушниця чи куля, що вилетіла з неї?

а) рушниця;      б) куля;

в) інертність рушниці і кулі однакова;  г) неможливо відповісти однозначно.

6. Якою є поведінка тіла, якщо сума всіх прикладених до нього сил дорівнює 0?

а) перебуває у спокої; в) рухається з прискоренням.   б) рухається рівномірно і прямолінійно;

7. Вантажівка і легковий автомобіль котяться з однаковою швидкістю. Який автомобіль зупиниться раніше під дією однакової сили гальмування?

а) вантажівка; б) легковий автомобіль;

в) одночасно; г) не зупиниться ні один автомобіль.

8. На тіло у горизонтальному напрямі вздовж прямої діють дві сили:  2 Н і 6 Н. Чому дорівнює модуль рівнодійної цих сил, якщо напрями цих сил однакові?

а) 2 Н;                              б) 6 Н;                             в) 8 Н;                              г) 4 Н.

(Оцінка за виконання тесту не є остаточною, це лише стартові бали. Наприкінці уроку,  проаналізувавши діяльність кожного учня  та сумарну кількість набраних балів вчитель виставляє остаточну оцінку кожному)

ІІІ. ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ УРОКУ

Гра «Крокодил»

Суть гри проста - потрібно жестами показати те, що написано на ігровій картці.(учню, що відгадає додається 1 бал до загальної оцінки)

Ігрова картка

ІV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Закон всесвітнього тяжіння був вперше сформульований Ісааком Ньютоном у 1687 році в роботі «Математичні принципи натуральної філософії». Вивчивши відомі на той час дані про рух планет, а саме Землі та місяця, Ньютон дійшов висновку, що сила тяжіння  між тілами не тільки пропорційна масі тіл, ай залежить від відстані між тілами.

Закон всесвітнього тяжіння: Дві матеріальні точки масами m₁ та m₂ притягуються із силою, прямо пропорційною добутку мас цих тіл і обернено пропорційною квадрату відстані між ними:                            

, де    –  гравітаційна стала.

Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі, з якою дві матеріальні точки масою 1 кг кожна взаємодіють на відстані 1 м одна від одної (якщо , а , то ).

Завдяки закону всесвітнього тяжіння:

• описують рух природних і штучних тіл у Сонячній системі;
• описують рух подвійних зір, зоряних скупчень;
• обчислюють маси небесних тіл;
• визначають характер руху небесних тіл, будову, еволюцію.

Знайдемо прискорення вільного падіння, застосовуючи закон всесвітнього тяжіння. Для тіла ,що знаходиться поблизу Землі: ,

де М_З=5,98·10²⁴ кг – маса Землі; R_з=6,4·10⁶ м – радіус Землі, m_т – маса тіла.

З іншого боку F=mg → .

Отже, – прискорення вільного падіння.

Аналіз останньої формули:

1. Прискорення вільного падіння не залежить від маси тіла (довів Ґ. Ґалілей).

2. Прискорення вільного падіння зменшується в разі збільшення висоти h тіла надповерхнею Землі, причому помітна зміна відбувається, якщо h становить десятки й сотнікілометрів (на висоті h = 100 км прискореннявільного падіння зменшиться лише на 0,3 м/с²).

3. Якщо тіло перебуває на поверхні Землі або на висоті кількох кілометрів :

Через обертання Землі,а також через те, що форма Землі – еліпсоїд (екваторіальний радіус Землі більший за полярний на 21 км), прискорення вільного падіннязалежить від географічної широти місцевості.

У випадку коли тіло піднято на висоту h:

– закон всесвітнього тяжіння на висоті h;

– прискорення вільного падіння на висоті h.

Сила тяжіння – сила, з якою Земля (або інше астрономічне тіло) притягує до себе тіла, що перебувають на її поверхні або поблизу неї.

Маса – фізична величина, яка є однією з основних характеристик матерії та визначає її інерційні, енергетичні та гравітаційні властивості.

Маса як міра гравітаційних властивостей тіла характеризує інтенсивність взаємодії тіла з гравітаційним полем. Вона фігурує у Ньютонівському законі всесвітнього тяжіння.

V.ЗАКРІПЛЕННЯ МАТЕРІАЛУ

Розв’язування задач

Задача 1(Підручник Фізика 9 клас Бар’яхтар 2017, Вправа 33 завдання 1)

  Визначте масу тіла, якщо на поверхні Місяця на нього діє сила тяжіння 7,52 Н. Яка сила тяжіння діятиме на це тіло на поверхні Землі? Прискорення вільного падіння на Місяці – 1,6 м/с².

Задача 2 З якою силою притягується до станції масою 180 т транспортний космічний корабель масою 9 т у разі, якщо корабель перебуває на відстані 50 м від станції?

Задача 3 (Підручник Фізика 9 клас Бар’яхтар 2017, Вправа 33 завдання 1)

Визначте прискорення вільного падіння на висоті, яка дорівнює трьом радіусам Землі.

VI.ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Вправа «Мозковий штурм»

Проблемне питання: «Щоб трапилось, якби сила тяжіння Землі зникла?»

За активну роботу на уроці діти отримують в подарунок невеликі картки «10 фактів про гравітацію»(див . додаток), які вони можуть вклеїти до свого конспекту та ознайомитись з цікавою інформацією.

VІI. Домашнє завдання

Опрацювати § 33, Вправа № 33(2-4)

ДОДАТКИ

Гра «Крокодил» (Ігрова картка)