Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 20 - Bài 11: Lực hấp dẫn - định luật vạn vật hấp dẫn

Tiết 20 - Bài 11: LỰC HẤP DẪN - ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: Nêu được khái niệm về lực hấp dẫn & 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. Về kĩ 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. II. CHUẨN BỊ: - Gv: Tranh vẽ chuyển động của các hành tinh xung quanh hệ mặt trời III. TIẾN TRÌNH DẠY: 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ. (4’) - Viết biểu thức của định luật III Niu-tơn? - Nêu đặc điểm của cặp “lực & phản lực” trogn tương tác giữa hai vật. 3. Bài mới. Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hấp dẫn Chuẩn kiến thức, kỹ năng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh - Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực, gọi là lực hấp dẫn. - Gv: Thả một vật nhỏ (cái hộp) rơi xuống đất. + Tại sao vật lại rơi xuống đất? + Trái Đất hút các vật vậy các vật có hút Trái Đất hay không? - Kết luận vấn đề. - Trước đây, Niu-tơn cũng từng băng khoăn, suy nghĩ khi nhìn trái táo rụn từ trên cành cây, & cũng đã đi đến nhận xét: không phải chỉ riêng trái đất mà mọi vật đều có khả năng hút các vật khác về phía mình. - Chuyển động của Trái Đất & Mặt Trăng có phải là chuyển động theo quán tính không? - Theo ĐL II, gia tốc là do lực gây ra. Vậy lực nào đã gây ra gia tốc hướng tâm cho Trái Đất để nó quanh Mặt Trời và giữ cho Mặt Trăng quay quanh Trái Đất? - Theo Niu-tơn, lực do Trái Đất hút các vật rơi xuống và lực giữ trái đất và mặt trăng chuyển động tròn là có cùng bản chất. Khái quát hơn nữa, ông cho rằng mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau bằng 1 loại lực gọi là lực hấp dẫn. - Quan sát rồi trả lời: (lực hút của trái đất) - Suy nghĩ trả lời - Suy nghĩ trả lời: Không, vì chuyển động theo quán tính là CĐTĐ. - Lực hấp dẫn giữa trái đất & mặt trời. - Lực hấp dẫn giữa mặt trăng và trái đất. Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn. Chuẩn kiến thức, kỹ năng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh - Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức của định luật này. · Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. · Hệ thức của lực hấp dẫn là : trong đó m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng, hệ số tỉ lệ G được gọi là hằng số hấp dẫn. G = 6,67.10-11N.m2/kg2 · Điều kiện áp dụng hệ thức cho các vật thông thường : - Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng; - Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm. Lực hấp dẫn nằm trên đường nối hai tâm và đặt vào hai tâm đó. - Lực hấp dẫn có đặc điểm gì khác với các loại lực mà em đã được biết? - Nhận xét câu trả lời của hs: lực hấp dẫn có thể tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật. - Gv chốt lại ý đúng, sai của hs & nêu cách phát biểu định luật. - Các em mở SGK ra để đọc nội dung định luật . - Các em đóng SGK lại, chỉ dựa vào nội dung ĐL hãy viết công thức của lực hấp dẫn. - Gọi 1 hs lên bảng viết - Nhận xét về công thức hs vừa viết - Giới thiệu đại lượng: gọi là hằng số hấp dẫn - Vì sao trong đời sống hàng ngày, ta không cảm thấy được lực hút giữa các vật thể thông thường? - Hs suy nghĩ trả lời. ( lực hấp dẫn có thể tác dụng từ xa, còn các lực khác tác dụng trực tiếp) - phát biểu định luật. - - ghi nhớ hằng số hấp dẫn. - vì lực hấp dẫn có độ lớn rất nhỏ. Hoạt động 3: Nghiên cứu về sự rơi tự do trên cơ sở định luật vạn vật hấp dẫn Chuẩn kiến thức, kỹ năng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh - Trọng lực P mà Trái Đất tác dụng lên một vật khối lượng m là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. P = mg » . Từ đó, suy ra : g » với R là bán kính Trái Đất, h là độ cao của vật so với mặt đất. - -- Nếu vật ở gần mặt đất (h << R) thì : g » » 9,806 m/s2 (ở vĩ độ45o). - Điểm đặt của trọng lực là trọng tâm của vật. - Ở phần đầu bài, các em nói trọng lực làm cho cái hộp rơi xuống. Sau khi học xong ĐLVVHD, em có thể hiểu trọng lực chính là gì? - Điểm đặt của trọng lực ở đâu? - Vậy trọng tâm của vật là gì? Dán hình 11.3 - Dựa vào ĐLVVHD hãy lập công thức tính độ lớn của trọng lực - Gọi hs lên bảng viết công thức. Gv nhận xét. - Hãy viết công thức tính trọng lượng của vật theo ĐL II Niu-tơn - Từ (1)&(2) chúng ta rút ra công thức tính g. - Khi độ cao h càng lớn thì giá trị của g như thế nào? - Viết công thức tính g ở gần mặt đất? - Vậy tại một điểm nhất định g có giá trị như thế nào? - Chú ý những nhận xét trên đây về trị số của g được rút ra từ ĐLVVHD và định luật II Niu-tơn. Chúng hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm. Điều đó nói lên tính đúng đắn của các định luật đó. - Vận dụng kiến thức đã học, TL nhóm, rồi trả lời: Trọng lực là lực hấp dẫn do trái đất tác dụng lên vật - Trọng lực đặt vào tâm của vật. - là điểm đặt của trọng lực - Thiết lập công thức (1) - Lên bảng viết công thức vừa thiết lập được. - Hs viết: P = mg (2) - Hs làm theo yêu cầu gv: - h tăng thì g giảm. - Dựa vào công thức vừa viết được để trả lời. Hoạt động4 :Củng cố, dặn dò. - Yêu cầu HS phát biểu lại ĐLVVHD và viết hệ thức của lực dấp dẫn? Tại sao gia tốc rơi tự do & trọng lượng của vật càng lên cao càng giảm? - Các em về nhà là BT trong SGK, SBT và chuẩn bị bài tiếp theo. IV. RÚT KINH NGHIỆM: