Giáo án thực tập môn Vật lý 10 - Bài: Định luật kêple, chuyển động của vệ tinh

Trường: PTTH Lưu Văn Liệt GVHD: Nguyễn Thị Kim Linh Lớp: 10B1 SV: Trần Lâm Ngân MSSV: 1032228 Lớp: SP Lý tin K29 Trần Lâm Ngân GIÁO ÁN GIẢNG DẠY BÀI: ĐỊNH LUẬT KÊPLE. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH I. Mục tiêu: + Nắm được nội dung của 3 định luật Kêple và hệ quả suy ra từ đó. + Hiểu được hệ Nhật tâm. + Biết được các loại vận tốc vũ trụ. II. Yêu cầu học sinh: + Ôn lại định luật vạn vật hấp dẫn và chuyển động tròn. III. Các phương pháp giảng dạy: đàm thoại, diễn giảng, trao đổi nhóm, xem các hình ảnh trực quan trên máy vi tính IV. Phương tiện dạy học: dạy bằng phần mềm Powerpiont trên máy vi tính. V. Nội dung giáo án: Thời gian Nội dung ghi bảng Hoạt động dạy Hoạt động học Phút 0 Hoạt động 1: Mở bài (3 phút). Mỗi buổi sáng ngủ dậy ta thấy mặt trời mọc hướng Đông, lặn hướng Tây, thời tiết thay đổi bốn mùa, nhật thực, nguyệt thực Các hiện tượng này được giải thích như thế nào? Các hành tinh chuyển động theo quy luật nào? (Vào bài) Phút 3 1. Mở đầu. *Ptô-lê-mê:Trái Đất là trung tâm của vũ trụ. * Cô-péc-nic: Mặt trời là tâm của các hành tinh quay quanh Hoạt động 2: Tìm hiểu hệ Nhật Tâm, các định luật KêPle ( 5 phút) Nêu quan điểm của Ptô-lê-mê nói về sự chuyển động của Trái Đất và Mặt Trời? Thuyết nhật tâm do ai đề ra? Thuyết nhật tâm nói gì? Có bao nhiêu hành tinh quay quanh Mặt trời?Kể tên? Ptô-lê-mê: Trái Đất là trung tâm của vũ trụ. Cô-péc-nic Mặt trời là tâm của các hành tinh quay quanh. Có 8 hành tinh quay quanh Mặt trời: Thuỷ tinh, Mộc tinh, Kim tinh, Hoả tinh, Thổ tinh, Trái Đất, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh. Phút 8 2.Các định luật kê-Ple *Định luật 1:Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo elip mà Mặt trời là một tiêu điểm s3 s2 s1 Mặt Trời *Định luật 2:Đoạn thẳng nối Mặt trời và một hành tinh bất kì quét nên những diện tích bằng nhau trong những khỏang thời gian bằng nhau *Định luật 3: Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt trời. Hay: Hoạt động 3: Các định luật Kêple (10 phút). Quan sát hình vẽ mô tả sự chuyển động các hành tinh quay quanh Mặt trời? Mặt trời đứng yên khi các hành tinh quay quanh, Mặt trời ứng với điểm gì trên hình elip? Đó là nội dung của định luật 1 Kê-ple. Phát biểu? Quan sát hình, các em thấy được điều gì? Đó chính là nội dung định luật 2 Kê-ple Tại sao khi đi gần mặt trời hành tinh có vận tốc lớn và ngược lại? Ngoài ra nhà thiên văn Kê-ple còn đưa ra định luật 3. Các hành tinh quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo elip. Một trong hai tiêu điểm. Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo elip mà Mặt trời là một tiêu điểm. Đoạn thẳng nối Mặt trời và một hành tinh bất kì quét nên những diện tích bằng nhau trong những khỏang thời gian bằng nhau Tại vì: Phút 18 3. Chứng minh định luật Kêple. + Lực hướng tâm cũng chính là lực hấp dẫn. (1) + Biểu thức (1) không phụ thuộc vào khối lượng hành tinh. + Nên ta áp dụng cho hành tinh thứ hai: (2). + Từ (1), (2) ta được: Hay: (đpcm) Hoạt động 4: Chứng minh định luật 3 (5 phút) Xét 2 hành tinh 1 và 2 của Mặt trời. Để đơn giản xem quỹ đạo chuyển động của mỗi hành tinh gần như đường tròn. Biểu thức gia tốc hướng tâm? Hành tinh chuyển động quanh Mặt trời chịu tác dụng của lực gì? Theo định luật hai Niutơn ta được gì? Biểu thức (1) có phụ thuộc vào khối lượng hành tinh không? Tương tự cho hành tinh thứ hai ta được điều gì? Từ (1), (2) ta được điều gì? Thực chất các hành tinh chuyển động quanh Mặt trời theo quỹ đạo elip nên R=a, vậy ta được gì? Lực hướng tâm cũng chính là lực hấp dẫn. (1) Không (2) (đpcm) Phút 23 4. Bài tập vận dụng. *Bài 1:Khoảng cách R1 từ Hoả tinh đến Mặt trời lớn hơn 52% khoảng cách R2 giữa Trái đất và Mặt trời. Hỏi một năm trên Hoả tinh bằng bao nhiêu so với một năm trên Trái đất? Giải + Một năm là thời gian để hành tinh quay được một vòng quanh Mặt trời. + Gọi: T1:Năm trên Hoả Tinh T2:năm trên Trái đất Ta có: Hay * Bài 2: Tìm khối lượng MT của Mặt trời từ các dữ kiện của Trái đất. Biết khoảng cách tới Mặt trời r=1.5.1011 m, chu kì quay T=365*24*3600 =3.15.107 s, G = 6.67.10-11 Nm2/kg2 Giải Từ biểu thức: Thay số vào ta được: MT = 2.1030 kg Hoạt động 5: Bài tập vận dụng (7 phút) Một năm là gì? Áp dụng đinh luật 3 Kê-ple ta được gì? Từ đó chúng ta tìm được T1. Dựa vào đâu để tìm khối lượng của một thiển thể? Thay số vào ta được bao nhiêu? Một năm là thời gian để hành tinh quay được một vòng quanh Mặt trời. MT = 2.1030 kg Phút 30 4.Vệ tinh nhân tạo.tốc độ vũ trụ *Vệ tinh nhân tạo: + Khi một vật bị ném với một vận tốc đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái đất. *Tốc độ vũ trụ: + Theo Đl II Niutơn ta có: + Thay số vào ta được: V=7.9 km/s: tốc độ vũ trụ cấp I. + Kí hiệu: vI=7.9 km/s + VII=11.2km/s: tốc độ vũ trụ cấp II (quỹ đạo Parabol). + VIII=16.7km/s: tốc độ vũ trụ cấp III (quỹ đạo Hypebol). Hoạt động 6: Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ (10 phút) Nếu ta ném một vật với vận tốc càng lớn thì vật rơi như thế nào? Vệ tinh nhân tạo là gì? Độ lớn vận tốc ném bằng bao nhiêu để vật trở thành vệ tinh nhân tạo: Giả sử vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn khối lượng m quanh Trái đất có khối lượng M. Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm theo định luật II Niutơn ta được điều gì? Thay số vào ta được gì? Nếu vận tốc lớn hơn 7.9 km/s thì vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo gì? Vệ tinh có vận tốc bằng 11,2km/s thì chuyển động với quỹ đạo gì? Vệ tinh có vận tốc bằng 16,7 km/s thì quỹ đạo của nó có dạng gì? Vật rơi cách vị trí ném càng lớn. Khi một vật bị ném với một vận tốc đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái đất gọi là vệ tinh nhân tạo. V=7.9 km/s Elip Parabol Hypebol Phút 40 + Câu 1: Vận tốc của hành tinh trong chuyển động quanh Mặt trời. a. Là hằng số b.Nhỏ nhất khi hành tinh gần Mặt trời nhất. c.Thay đổi nhưng không phụ thuộc khoảng cách đến Mặt trời. d.Nhỏ nhất khi hành tinh xa Mặt trời nhất + Câu 2: Theo định luật Kêple III, chu kỳ chuyển động một vòng quỹ đạo của một hành tinh. a.Phụ thuộc khối lượng của hành tinh. b.Phụ thuộc bán kính trung bình của quỹ đạo. c.Phụ thuộc vận tốc chuyển động của hành tinh. d.Giống nhau đối với mọi hành tinh. Hoạt động 7:Củng cố (2 phút) * Trắc nghiệm *BTVN: Làm bài tập SGK Phút 45 Hoạt động 7: Cho học sinh xem một số hình ảnh các vệ tinh trong hệ mặt trời (3 phút) Vĩnh Long, ngày 16 tháng 03 năm 2007 Nhận xét giáo viên hướng dẫn Người soạn Nguyễn Thị Kim Linh Trần Lâm Ngân