Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài tập về lực hấp dẫn

Vấn đề 10: BÀI TẬP VỀ LỰC HẤP DẪN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Nắm được công thức định luật vạn vật hấp dẫn, đặc điểm của hai lực cân bằng. 2. Kĩ năng: - Vận dụng giải được một số bài toán có liên quan. - Thực hiện chính xác các phép toán số mũ. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Soạn phương pháp giải bài toán. - Giải một số bài tập trong SGK và SBT. 2. Học sinh: Giải các bài toán đã giao về nhà. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Hoạt động 1: Nêu phương pháp giải bài toán về lực hấp dẫn (10 phút) Phương pháp 1. Tính lực hấp dẫn giữa hai vật hay lực hút giữa hai vật: - Tóm tắt bài toán và đổi về đơn vị trong hệ SI - Sử dụng công thức: ; Với m1, m2 lần lượt là khối lượng của hai vật (kg) G = 6,67.10-11(): là hằng số hấp dẫn. r: là khoảng cách giữa hai vật (m) Fhd: là lực hấp dẫn (N) 2. Bài toán liên quan đến gia tốc rơi tự do: - Gia tốc rơi tự do ở tại mặt đất: g - Gia tốc rơi tự do ở độ cao h so với mặt đất: gh Với M = 6.1024(kg), R = 6400km lần lượt là khối lượt và bán kính của Trái Đất. 3. Nếu bài toán cho biết g hoặc gh tìm gh hoặc g thì ta lập tỉ số: , từ đó suy ra giá trị cần tìm. 2. Hoạt động 2: Giải bài toán mẫu trong sách SGk (10 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Tóm tắt bài toán? - Viết công thức xác định lực hấp dẫn (lực hút) của Trái Đất lên Mặt Trăng? - Từ đó áp dụng bằng số? - Tóm tắt bài toán? - Trọng lượng được xác định bằng công thức nào? - Áp dụng bằng số ? - Đề cho: m1 = m= 7,37.1022(kg), m2 = M = 6.1024(kg), r = R = 38.107(m). Tìm lực Trái Đất hút ? - Ta có: - Thay số: Fhd = 2.1020(N) - Đề cho m = 75kg. - Tính trọng lượng của người ở: + Trên mặt đất: g = 9,8m/s2? + Trên mặt trăng: gMT = 1,7m/s2? + Trên kim tinh: gKT = 8,7m/s2? - Trọng lượng được xác định bằng độ lớn của trọng lực. Ta có P = mg. - Tự giải. 1.Bài tập 6 SGK – 70 - Trái Đất hút Mặt Trăng một lực được xác định bằng công thức: « « Fhd = 2.1020(N) 2. Bài tập 6 SGK – 70 - Trọng lượng của người đó trên Trái Đất: P1 = mg = 75.9,8 = 735(N) - Trọng lượng của người đó trên Mặt Trăng: P2 = mgMT = 75.1,7 = 127,5(N) - Trọng lượng của người đó trên Kim Tinh: P3 = mg = 75.8,7 = 652,5(N) 3. Hoạt động 3: Giải bài toán trong SBT (20 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Tóm tắt bài toán? - Viết công thức tính gia tốc rơi tự do ở mặt đất và theo độ cao h? - Lập tỉ số và tìm biểu thức tính gh theo R và h? - Từ đó áp dụng bằng số? - Gọi m, MTĐ , MMT lần lượt là khối lượng của con tàu, Trái Đất, Mặt Trăng và r (Km)là khoảng cách từ tâm Trái Đất đến con tàu thì khoảng cách từ con tàu đến Mặt Trăng là 60R - r. - Viết công thức tính lực hút của Trái Đất lên con tàu và của Mặt Trăng lên con tàu? - Hai lực này có những đặc điểm gì? - Để hai lực này cân bằng thì độ lớn của chúng như thế nào? - Từ đó tìm r? - Bài toán cho: g = 9,8m/s2, h1 = 3,2km, h2 = 3200km. - Tìm gia tốc rơi tự do tại h1 và h2? - Gia tốc rơi tự do ở tại mặt đất: g - Gia tốc rơi tự do ở độ cao h so với mặt đất: gh - Lập tỉ số: ® gh = - Tự thực hiện. - Ghi nhận. - Lực hút của Trái Đất lên con tàu được xác định: và lực hút của Mặt Trăng lên con tàu được xác định:= - Hai lực này cùng đặt vào con tàu, cùng giá và ngược chiều. - Ta cần có: - Tự tìm. 3. Bài tập 11.4 SGK – 36 - Gia tốc rơi tự do ở tại mặt đất: g - Gia tốc rơi tự do ở độ cao h so với mặt đất: gh - Lập tỉ số: ® gh = - Với h1 = 3,2km ta có: (m/s2) - Với h2 = 3200km ta có: (m/s2) 4. Bài tập 11.3 SGK – 36 - Gọi m, MTĐ , MMT lần lượt là khối lượng của con tàu, Trái Đất, Mặt Trăng và r (Km)là khoảng cách từ tâm Trái Đất đến con tàu thì khoảng cách từ con tàu đến Mặt Trăng là 60R - r. - Lực hút của Trái Đất lên con tàu được xác định: - Lực hút của Mặt Trăng lên con tàu được xác định:= - Vì hai lực này cùng đặt vào con tàu, cùng giá và ngược chiều nên để hai lực này cân bằng khi: « = « « ® r = 54R 4. Hoạt động 4: Dặn dò (2 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Về nhà làm các bài tập trắc nghiệm: 11.1, 11.2, 11.3 sách bài tập trang 35-36. 2. Soạn bài lực đàn hồi. - Ghi nhận vào vở bài tập. - Ghi nhận vào vở soạn bài. IV. Rút kinh nghiệm tiết dạy: