Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài 11: Lực hấp dẫn – định luật vạn vật hấp dẫn (tiếp)

Bài 11 LỰC HẤP DẪN – ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nắm được khái niệm, đặc điểm của lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn. - Nắm được công thức tính lực hấp dẫn của hai vật. 2. Kĩ năng: Giải thích một số hiện tượng chuyển động các hành tinh. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Soạn bài trước và tìm ví dụ về lực hấp dẫn. 2. Học sinh: Soạn bài trước ở nhà. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Tiết 20 1. Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hấp dẫn (5 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Các em đã nhìn thấy hai nam châm khác cực thì hút nhau, lực hút đó người ta gọi là lực từ. Trải qua nhiều năm nghiên cứu khoa học, NiuTon đã chứng minh được rằng tất cả mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau một lực tựa như lực từ của hai nam châm. Lực hút giữa các vật như vậy người ta gọi là lực hấp dẫn. - Ghi nhận. Và tìm hiểu về lực hấp dẫn. I. Lực hấp dẫn - Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau một lực, gọi là lực hấp dẫn. - Khác với lực đàn hồi và lực ma sát (là lực tiếp xúc), lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật. 2. Hoạt động 2: Tìm hiểu về định luật vạn vật hấp dẫn. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Thật vậy ta giả sử có hai chất điểm có khối lượng lần lượt là m1, m2 đặt cách nhau một khoảng r, giống như hai nam châm có khối lượng cách nhau một khoảng r. Hai chất điểm ấy sẽ hút nhau một lực như hai nam châm hút vậy. - Nếu như có khối lượng càng lớn thì lực hút sẽ như thế nào? - Vậy lực hút như thế nào với khối lượng hai nam châm? - Lực hấp dẫn của hai chất điểm cũng vậy, nó sẽ tỉ lệ thuận với khối lượng của hai chất điểm và người ta chứng minh được rằng lực hấp dẫn tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của hai chất điểm. - Nếu ta đưa hai nam châm dần dần ra xa thì lực hút giữa chúng như thế nào? - Như vậy lực hút sẽ như thế nào so với khoảng cách giữa hai nam châm? - Lực hấp dẫn cũng vậy nó cũng tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai chất điểm và người ta chứng minh được rằng lực hấp dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. - Đó là nội dung định luật vạn vật hấp dẫn. Gọi một học sinh đọc nội dung định luật theo SGK. - Ghi nhận. - Khi đó lực hút sẽ mạnh hơn. - Tỉ lệ thuận với khối lượng hai nam châm. - Ghi nhận. - Lực hút của chúng yếu dần. - Tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng. - Ghi nhận. - Đọc sách giáo khoa nội dung của định luật. II. Định luật vạn vật hấp dẫn 1. Nội dung định luật: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. m2 m1 2. Công thức:, Trong hệ SI: G = 6,67.10-11, m1, m2 là khối lượng của hai vật (kg), r là khoảng cách giữa hai vật (m). r 3. Chú ý: Công thức trên áp dụng cho các vật thông thường trong hai trường hợp: - Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng. - Các vật đồng chất có dạng hình cầu. Khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm, lực hấp dẫn có giá nằm trên đường thẳng nối hai tâm của hai vật. 3. Hoạt động 3: Tìm hiểu trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Khi thả rơi một vật từ độ cao h xuống mặt đất, có phải trái đất hút vật rơi xuống không? Lực hút này chính là lực gì? - Như vậy giữa lực hấp dẫn và trọng lực có mối liên hệ gì với nhau không? Tại sao? -Xét một vật có khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất. Gọi M và R lần lượt là khối lượng và bán kính Trái Đất ta có: - Lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật m được xác định như thế nào? - Trọng lực tác dụng lên vật bằng bao nhiêu? - Mà Fhd và P như thế nào? Từ đó tìm biểu thức tính g? - Khi vật ở gần mặt đất thì g bằng bao nhiêu? - Trái Đất đã hút vật rơi xuống đất. Lực hút này chính là lực hấp dẫn của Trái Đất và vật đó. - Là như nhau, vì trọng lực cũng là lực Trái Đất tác dụng lên vật. - Ghi nhận. - Lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật m: - Trọng lực tác dụng lên vật: P = mg - Với Fhd = P ® g = - Khi vật ở gần mặt đất (h << R) thì: g = III. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn - Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. - Xét một vật có khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất. Gọi M và R lần lượt là khối lượng và bán kính Trái Đất ta có: - Lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật m: - Trọng lực tác dụng lên vật: P = mg - Với Fhd = P ® g = - Khi vật ở gần mặt đất (h << R) thì: g = 4. Hoạt động 4: Củng cố và dặn dò Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Tại sao ta không cảm thấy có lực hấp dẫn giữa ta và các vật xung quanh ta? 2. Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao thì càng giảm? 3. Về nhà làm bài tập: 6, 7 SGK-70, 11.13, 11.14 SBT-36. 1. Ta không cảm thấy có lực hấp dẫn giữa ta và các vật xung quanh ta như: bàn, ghế , tủ Vì khối lượng các vật quanh ta có khối lượng không lớn lắm nên lực hấp dẫn đó quá bé. 2. Xét một vật có khối lượng m ở độ cao h so với mặt đất. Gọi M và R lần lượt là khối lượng và bán kính Trái Đất ta có: - Trọng lượng P của vật chính là độ lớn của trọng lức tác dụng lên vật đó cũng chính là độ lớn của lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. P = (1) ® g = (2) - Từ (1) và (2) cho thấy rõ ràng khi h tăng thì P và g giảm. 3. Ghi nhận vào vở bài tập. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY