Giáo án Vật lý 10 tiết 28 bài 11: Lực hấp dẫn- Định luật vạn vật hấp dẫn

Ngày giảng: Lớp giảng: Sĩ số: BÀI 11: LỰC HẤP DẪN- ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN (Tiết 28) I, Mục tiêu. 1. Kiến thức: - Nêu được khái niệm về lực hấp dẫn và các đặc điểm của lực hấp dẫn - Phát biểu được định luật hấp dẫn và viết được hệ thức liên hệ của lực hấp dẫn (giới hạn áp dụng của công thức đó) 2. Kỹ năng: - Giải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn. - Phân biệt lực hấp dẫn với các loại lực khác như: lực điện, lực từ, lực ma sát,... - Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản 3. Thái độ: - Tích cực chú ý nghe giảng. - Phát biểu, đóng góp ý kiến xây dựng bài. - Có ý thức chuẩn bị bài trước khi đến lớp. - Hứng thú tìm hiểu các hiện tượng vật lý có liên quan 4. Các năng lực chính hướng tới hình thành và phát triển năng lực ở học sinh: - Năng lực đặt và giải quyết vấn đề về các hiện tượng trong cuộc sống liên quan đến bài học. - Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân. - Năng lực tiếp thu và trả lời câu hỏi. II, Chuẩn bị. 1. Giáo viên: - Chuẩn bị thêm một số ví dụ minh họa. 2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về sự rơi tự do và trọng lực. III, Tiến trình dạy- học. 1. Hoạt động khởi động: ( 10 phút) 1.1. Kiểm tra bài cũ: Mục tiêu: Kiểm tra và đánh giá mức độ hiểu bài cũ, thái độ và tinh thần ôn bài trước khi đến lớp Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Giáo viên: Nêu câu hỏi - Phát biểu định luật III Niu-tơn? Nêu đặc điểm của cặp “lực và phản lực” trong tương tác giữa hai vật. Học sinh: - Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều. - Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện ( hoặc mất đi) đồng thời. - Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều. Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối. - Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau Học sinh nhận xét: GVNX: - Làm chính xác thêm kiến thức đồng thời có liên hệ chặt chẽ phục vụ hữu ích cho bài học mới. - Sáng tỏ tình trạng kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của học sinh. 1.2. Khởi động: Mục Tiêu: Đặt vấn đề vào bài giúp học sinh huy động những kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm của bản thân về các vấn đề có nội dung liên quan đến bài học mới. Mục Tiêu: Đặt vấn đề vào bài giúp học sinh huy động những kiến thức, kĩ năng, kinh nghiệm của bản thân về các vấn đề có nội dung liên quan đến bài học mới. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Giáo viên: - Quan sát chuyển động của mặt trăng quanh trái đất và trái đất quanh mặt trời ta thấy mặt trăng chuyển động gần như tròn đều quanh trái đất và trái đất chuyển động gần như tròn đều xung quanh mặt trăng. - Lực nào giữ cho mặt trăng chuyển động gần như tròn đều quanh trái đất và trái đất chuyển động gần như tròn đều xung quanh mặt trăng? Học sinh: - Tiếp thu vấn đề được đặt ra. GVNX: - Các hiện tượng tự nhiên có liên quan đến bài học 2. Hoạt động hình thành kiến thức: ( 25 phút) Mục Tiêu: Giúp học sinh tìm hiểu nội dung kiến thức của chủ đề, rèn luyện năng lực cảm nhận, cung cấp cho học sinh cơ sở khoa học của những kiến thức được đề cập đến trong chủ đề. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hấp dẫn. ( 5 phút) Giáo viên: - Thả viên phấn rơi xuống đất - Lực gì đã làm cho viên phấn rơi? - Trái đất hút cho viên phấn rơi, vậy viên phấn có hút trái đất không? Học sinh trả lời: - Lực hút của trái đất làm cho viên phấn rơi. - Trả lời viên phấn có hút trái đất hay không. Giáo viên: - Giới thiệu về việc đặt vấn đề để tìm ra lực hấp dẫn của Niu-tơn. - Chuyển động của trái đất và mặt trăng có phải là chuyển động theo quán tính không? - Đưa ra khái niệm lực hấp dẫn. - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi: “ Lực đàn hồi và lực ma sát khác với lực hấp dẫn ở điểm nào?” Học sinh: - Không,vì chuyển động theo quán tính là chuyển động thẳng đều. - Tiếp thu khái niệm lực hấp dẫn. - Nghiên cứu trả lời câu hỏi. Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn. ( 10 phút). Giáo viên: - Nêu định luật vạn vật hấp dẫn và đưa ra hệ thức của định luật, giới hạn áp dụng của hệ thức. - Tại sao ta không cảm nhận được lực hút giữa các vật thể thông thường? Học sinh: - Tiếp thu kiến thức. - Trả lời: Vì G rất nhỏ vì vậy lực hút giữa các vật rất nhỏ sẽ rất nhỏ và không đáng kể vì vậy ta không cảm nhận được lực hấp dẫn Học sinh nhận xét: GVNX: Hoạt động 3: Nghiên cứu về sự rơi tự do trên cơ sở định luật vạn vật hấp dẫn ( 10 phút). Giáo viên: - Cung cấp kiến thức cho học sinh về trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. - Công thức của trọng lực dựa vào công thức của lực hấp dẫn, từ đó rút ra công thức tính gia tốc rơi tự do. Học sinh: - Tiếp nhận kiến thức. - Thực hiện yêu cầu của giáo viên để xây dựng được công thức tính gia tốc rơi tự do. Học sinh nhận xét: GVNX: I. Lực hấp dẫn. - Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn. - Khác với lực đàn hồi lực ma sát là lực tiếp xúc, lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật. II. Định luật vạn vật hấp dẫn. 1. Định luật - Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kỳ tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. 2. Hệ thức: Fhd=Gm1m2r2 Trong đó: m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm (kg) r là khoảng cách giữa chúng (m) G là hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 (N.m2/kg2) - Được áp dụng cho các vật thông thường trong hai trường hợp: + Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với khích thược của chúng + Các vật đồng chất và có dạng hình cầu, khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối hai tâm và đặt vào hai tâm đó. III. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. - Trọng lực mà trái đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật đó. - Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực. - Độ lớn của trọng lực ( trọng lượng) theo hệ thức của định luật vạn vật hấp dẫn bằng: P=GmM(R+h)2 Trong đó: m là khối lượng của vật. M và R là khối lượng và bán kính của trái đất. Mặt khác: P = mg Suy ra: Gia tốc rơi tự do g=GM( R+h)2 Nếu vật ở gần mặt đất: g=GMR2 3. Hoạt động luyện tập: ( 8 phút) Mục Tiêu: Vận dụng những kiến thức vừa tiếp thu được để giải quyết những nhiệm vụ cụ thể. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Giáo viên: - Phát phiếu học tập yêu cầu học sinh thực hiện hoạt động nhóm. Học sinh: - Thực hiện hoạt động nhóm Câu 1: C Câu 2: A Câu 3: C Câu 4: A Câu 5: A - Củng cố lại kiến thức trong bài sử dụng để giải bài tập 4. Vận dụng, tìm tòi, mở rộng: ( 2 phút) Mục Tiêu: Vận dụng những kiến thức, kĩ năng, đã được học vào trong cuộc sống thực tiễn ở gia đình, nhà trường và cộng đồng. Hoạt động này khuyến khích học sinh tiếp tục tìm hiểu thêm để mở rộng kiến thức. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Giáo viên: - Yêu cầu học sinh nhắc lại lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn. - Nhắc lại công thức tính gia tốc rơi tự do theo cơ sở định luật vạn vật hấp dẫn. Học sinh: Nghe và trả lời câu hỏi của giáo viên GVNX: - Thiết lập sơ đồ tư duy từ khóa: “Lực hấp dẫn” Phiếu học tập Câu 1: Chọn phát biểu sai về lực hấp dẫn: A. Lực hấp dẫn là lực suất hiện giữa mọi vật. B. Trên trái đất lực hấp dẫn được thể hiện là trọng lực. C. Lực hấp dẫn là lức tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai chất điểm. D. Lực hấp dẫn là lực tác dụng được trong chân không. Câu 2: Điều nào sau đây sai khi nói về trọng lực: A. Trọng lực tác dụng lên các vật có khối lượng bằng nhau là bằng nhau. B. Trọng lực được xác định bởi biểu thức P = mg. C. Trọng lực là lực hút của trái đất lên vật ở gần trái đất. D. Trọng lực tác dụng lên một vật thay đổi theo vị trí của vật trên mặt đất. Câu 3: Cần phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai vật bao nhiêu để lực hút tăng 6 lần: A. Giảm 6 lần. C. Giảm 6 lần. B. Tăng 6 lần. D. Tăng 6 lần. Câu 4: Cho biết khoảng cách giữa tâm Mặt Trăng và tâm Trái Đất là 38.107 m; khối lượng Mặt Trăng và Trái Đất tương ứng là 7,37.1022 kg và 6.1024 kg; hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-8 N. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là: A. 0,204.1021 N. C. 22.1025 N. B. 2,04.1021 N. D. 2.1027 N. Câu 5: Câu nào sau đây đúng khi nói về lực hấp dẫn do Trái đất tác dụng lên Mặt Trời và do Mặt Trời tác dụng lên Trái Đất: A. Hai lực này cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn. B. Hai lực này cùng phương cùng chiều. C. Hai lực này cùng chiều cùng độ lớn. D. Phương của hai lực này luôn thay đổi và không trùng nhau.