Закон всемирного тяготения (10-й класс)

ЦЕЛИ УРОКА:

Образовательные:

• сформировать понятие гравитационных сил;
• показать универсальный характер закона всемирного тяготения ;
• познакомить с опытным определением гравитационной постоянной;

Развивающие:

• развивать речь, мышление;
• совершенствовать умственную деятельность: анализ, синтез, способность наблюдать, делать выводы, выделять существенные признаки объектов, выдвигать гипотезы, проверять результаты;

Воспитательные:

• формировать систему взглядов на мир;
• воспитывать интерес к творческий и исследовательский работе..

Оборудование: проекционная аппаратура, презентация "Закон всемирного тяготения" (приложение 1)

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"

Организационный этап

Здравствуйте, садитесь. Сегодня у нас с вами урок изучения нового материала.

Ориентационно-мотивационный блок.

Презентация.

1 слайд.

Скажите, пожалуйста, как связаны между собой падающее яблоко, Земля, вращающаяся вокруг Солнца и сэр Исаак Ньютон.

Предположите, какие слова могут быть написаны на свитке.

2 слайд. Тема урока: Закон всемирного тяготения

Эпиграфом к нашему уроку будут слова:

Причину же свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю. (И. Ньютон)

3слайд. Какие цели урока вы могли бы поставить исходя из темы урока. (Ученики предлагают варианты целей). Прекрасно, я рада, что наши цели совпадают.

План урока у нас таков:

4 слайд. Сначала мы вместе восхитимся вашими глубокими знаниями - а для этого проведём маленький опрос.

Исходя из целей урока, нам нужно решить следующие ЗАДАЧИ УРОКА:

• изучить закон всемирного тяготения и границы его применения;
• рассмотреть историю открытия закона;
• показать практическое значение закона;
• закрепить изученную тему при решении качественных и расчетных задач.

В ходе этой работы мы проверим, насколько продуктивно вы можете работать в группах.

Затем потренируем мозги - порешаем задачи.

Начнем урок с повторения основных понятий курса механики(фронтальный опрос).

Игра "Светофор":

• "Знаю" - зелёный цвет сигнальной карточки
• "Не знаю" - красный цвет

Гиперссылка "Светофор"

1. Какой раздел физики называется механикой?
2. Какой вопрос решает динамика?
3. Перечислите основные физические величины кинематики?
4. Перечислите основные физические величины динамики?
5. Что такое масса тела?
6. Какую физическую величину называют силой?
7. В каком случае тело движется с ускорением?
8. Сформулируйте III закон Ньютона.

Мы повторили основные понятия и главные законы механики, которые помогут нам изучить тему занятия.

Учитель "случайно" роняет шарик со стола

Ой, извините, что-то упало. Такое же несчастье произошло с одним очень известным яблоком

5 слайд. Подробно эту проблему в своём проекте изучила наша ученица и сейчас она нас познакомит с результатами своих поисков. Гиперссылка "История открытия"

6 слайд. Знаменитой яблони в родовом поместье Ньютона в Вулсторпе (графство Линкольншир, Англия) давно нет, однако путем черенкования от нее произведено уже не одно поколение новых яблонь. Эта, например, растет во дворе колледжа Бэбсон в Уэлсли (штат Массачусетс, США)

7 слайд. Движения яблока и Луны разные, но какие же предположения, позволили Ньютону связать эти явления. Представьте себе, что вы бросаете камень в горизонтальном направлении с вершины горы. Чем больше скорость, тем дальше он улетит. А можно подобрать такую скорость, чтобы камень, падая, не достиг поверхности Земли?

8 слайд. Задание: прокомментируйте рисунки.

Рядом стоят мальчик и девочка, у мальчика в руке цветы (люди притягивают друг друга).

Земля и Луна (притяжение нашей планеты и её естественного спутника).

Притяжение планет Солнечной системы.

Притяжение звёзд.

Еще тысячи лет назад было замечено, что по расположению небесных светил можно предсказать разливы рек, а значит, и урожаи, составлять календари. По звездам - находить правильный путь для морских кораблей. Люди научились вычислять сроки затмений Солнца и Луны. Но слово "космос" в переводе с греческого означает "порядок".

Притяжение тел, находящихся на поверхности нашей планеты к Земле (дома, парашютист, птица и т.п.).

Посмотрите, что произойдёт, если убрать силу взаимодействия Земли и Луны.

В 1667 году английский физик Исаак Ньютон высказал предположение о том, что вообще между всеми телами действуют силы взаимного притяжения.

9 слайд. Их называют теперь силами всемирного тяготения или гравитационными силами.

Благодаря притяжению к Земле течет вода в реках. Человек подпрыгнув, опускается на Землю, потому что Земля притягивает его. Земля притягивает к себе все тела: Луну, воду морей и океанов, дома, Солнце, спутники и т.п. Взаимное притяжение всех тел Вселенной названо всемирным тяготением.

10 слайд. Теперь давайте выясним, от каких же величин завися силы тяготения:

Групповая работа:

• 1 группа: выяснить как зависят гравитационные силы от массы (приложение 2)
• 2 группа: выяснить как зависят гравитационные силы от расстояния (приложение 3)

Карточка для 2 группы: Предложи способ выяснения зависимости расстояния между телами и силы их взаимного притяжения. Какая Физическая величина в карточке не дана, но она вам необходима для выяснения этой зависимости.

Расстояние между Землёй и Луной 384000 км

Радиус Земли 6400 км

а_л = 0,027 м/с²

11 слайд.

Сила, с которой две материальные точки притягиваются друг к другу, пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

12 слайд.

Опыт Кавендиша. Почему его современники называли опытом по взвешиванию Земли?

13, 14 слайд.

Гравитационная постоянная численно равна силе, с которой притягиваются два тела с массой по 1 кг каждое, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга.

 

15 слайд. Сила всемирного тяготения сообщает любому телу, находящемуся вблизи поверхности Земли, одинаковое ускорение

Проверь себя! Схема изложения материала:

• F - гравитационная сила
• m₁, m₂ - массы тел R - расстояние между телами
• M_з - Земли, Mз = 6*10²⁴ кг R_з = 6400 км
• а = F/m = GM_з/R_з² = g
• g = 9,8 м/c²

Если тело на высоте h над поверхностью Земли

• g' = GM_з/(R_з+h)²
• F_т = m g

16 слайд. Границы применимости закона:

• Между телами любой формы, если их размеры значительно меньше расстояния между ними;
• Между однородными шарообразными телами (за расстояние принимается расстояние между центрами шаров);
• Между телами шарообразной формы и телом, которое можно принять за материальную точку.

Неприменим

17 слайд. Приливы и отливы притяжение со стороны Луны вызывает на Земле приливы и отливы воды, огромные массы которой поднимаются в океанах и морях дважды в сутки на высоту нескольких метров. Луна каждые 24 часа 50 минут вызывает приливы не только в океанах, но и в коре Земли, и в атмосфере. Под воздействием приливных сил литосфера вытягивается примерно на полметра.

18 слайд. На Земле есть места, где Закон всемирного тяготения не действует

В Синьцэян-Уйгурском автономном районе на северо-западе Китая есть холм, по склону которого вода течет не вниз, а вверх. Этот факт отметили двое путешественников, приехавших туда на автомобилях.

Остановив автомобиль на дне расположенной на вершине холма V-образной впадины и сняв его с тормозов, туристы с удивлением обнаружили, что он сам покатился вверх по склону! Скорость его движения достигала 30 км/час. Вода, вылитая на дорогу, тоже потекла вверх, в сторону вершины. Некоторые ученые пытаются объяснить эти аномальные явления геологическими особенностями местности. Выходит, что законы всемирного тяготения здесь совсем не действуют.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА.

На доске вывешены карточки с формулами (приложение 4)

Тесты:

1. Гравитационные взаимодействия (ЭУТ) компьютерный вариант выполняет 1 ученик
2. Закон всемирного тяготения. (ЭУТ) компьютерный вариант выполняет 1 ученик
3. Всем ученикам 2 варианта тестов (приложение 5)

Домашнее задание: Параграф 16, упражнение 12 № 1, 2,3^*

Если интересно: Открытия на кончике пера:

Перспективное домашнее задание: Вам сообщили, что через год тяготение "отключится". Подготовить проект спасения человечества (срок 2 недели).

Возврат к целям. Посовещайтесь, выдвиньте предположение, почему вы считаете закон тяготения универсальным

Итог:

• В астрономии закон всемирного тяготения является фундаментальным, на основе которого вычисляются параметры движения космических объектов, определяются их массы.
• Предсказываются наступления приливов и отливов морей и океанов.
• Определяются траектории полета снарядов и ракет, разведываются залежи тяжелых руд
• Одно из проявлений всемирного тяготения - действие силы тяжести

Рефлексия: 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"

ЛИТЕРАТУРА.

1. Тихомирова С.А, Яворский "Физика" 10 класс
2. Балашов М.М. "О природе". Книга для учащихся 7 класса. М. Просвещение. 1991 год.
3. Балашов М.М. "Физика" 9 класс. М. Просвещение. 1994 год.