Giáo án Tự chọn Vật lí 10 - Bài tập về định luật vạn vật hấp dẫn

Ngày soạn: 31/10/2011 Tuần: 12 BÁM SÁT VẬT LÍ 10 BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm được biểu thức, đặc điểm của lực hấp dẫn, trọng lực để vận dụng được các biểu thức dể giải các bài toán đơn giản. 2. Kĩ năng: - Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài toán dạng tính toán. BT về áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước các bài tập ở sách bài tập theo yêu cầu của giáo viên; C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kiến thức cũ của học sinh: 1.Phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn. 2. Nêu định nghĩa trọng lực, biểu thức gia tốc trọng trường tại một điểm trên mặt đất và ở độ cao h. *Giáo viên nhấn mạnh: + Trọng lực của một vật là hợp lực của độ lớn của lực hấp dẫn mà trái đất tác dụng lên vật và quán tính li tâm xuất hiện do sự quay của trái đất quanh trục: + Vì quán tính li tâm Frất nhỏ so với lực hấp dẫn Fcủa Trái Đất nên nếu không cần độ chính xác cao , có thể bỏ qua Fvà coi lực hấp dẫn của Trái Đất đặt lên vật là trọng lực của vật *Giáo viên hoàn thiện, bổ sung và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề, giới thiệu nội dung tiết học. *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: 1. Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai vật (coi như chất điểm ) tỏ lệ thuận với tích các khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khỏng cách giữa chúng. F với G = 6,67.10 2. Trọng lượng của một vật là độ lớn của trọng lực của vật ấy Biểu thức của gia tốc trọng lực : + ở sát mặt đất : g + ở độ cao h từ mặt đất lên : g = *Học sinh hoàn thiện kiến thức cũ. *Học sinh lắng nghe, tiếp nhận thông tin và hình thành ý tưởng nghiên cứu. Hoạt động 2: Giải một số bài toán liên quan. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Hãy tra cứu bảng số liệu về các hành tinh của hệ mặt trời (§35) để tính gia tốc rơi tự do trên bề mặt của hỏa tinh, kim tinh và Mộc tinh. Biết gia tốc rơi tự do ở bề mặt trái đất là 9,81 m/s2. *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm phương pháp giải bài toán; * Giáo viên định hướng; +Viết biểu xác định gia tốc rơi tự do +Thiết lập các tỉ số *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện bài giải. *Giáo viên đánh giá và cho điểm. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Cho biết khối lượng Trái dất là M = 6.1024 Kg, khối lượng của một hòn đá là m = 2,3kg, gia tốc rơi tự do là g = 9,81m/s2. Hỏi hòn đá hút Trái đất với một lực bằng bao nhiêu ? * Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm phương pháp giải bài toán; * Giáo viên định hướng; - Viết biểu thức xác định trong lực; - Giải thích kết quả bằng định luật III Newton. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện bài giải. *Giáo viên đánh giá và cho điểm. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Tính lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy, mỗi tàu có khối lượng 100000 tấn khi chúng ở cách nhau 0.5 km. Lực đó có làm cho chúng tiến lại gần nhau không? * Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm phương pháp giải bài toán; * Giáo viên định hướng; - Viết biểu thức tính độ lớn lực hấp dẫn giữa hai tàu. - Giải thích kết quả làm sáng tỏ tương tác hấp dẫn là tương tác yếu. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện bài giải. *Giáo viên đánh giá và cho điểm. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Ở độ cao nào so với mặt đất thì gia tốc rơi tự do bằng một nửa gia tốc rơi tự do ở mặt đất ? Cho bán kính trái đất là R= 6400km * Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm phương pháp giải bài toán; * Giáo viên định hướng; - Viết biểu thức tính độ lớn lực hấp dẫn giữa hai tàu. - Giải thích kết quả làm sáng tỏ tương tác hấp dẫn là tương tác yếu. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét, bổ sung hoàn thiện bài giải. *Giáo viên đánh giá và cho điểm. *Học sinh chép đề bài theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả Bài giải Gia tốc trọng trường ở trái đất: gd = (1) Gia tốc trọng trường ở hoả tinh: gH = (2) Lập tỉ số (2)/(1) ta được : Þ gH = 0,388´ gD = m/s2 Gia tốc trong trường của Kim tinh: gK = (3) Lập tỉ số (3)/(1) ta được : => Þ gk = 0,91´ gD = 8,93 m/s2 *Học sinh chép đề bài theo yêu cầu của giáo viên; *Hs làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả Bài giải Với vật có trọng lượng m= 2,3 kg thì Trái Đất tác dụng lên vật một trọng lực là : P = m.g = 2,3.9,81 = 22,6 (N) Theo định luật III Newton, hòn đá sẽ tác dụng lên Trái Đất một lực F = P = 22,6 (N). *Học sinh chép đề bài theo yêu cầu của giáo viên; *Hs làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả Bài giải Lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy là: Vậy lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy là 2.7 N. Nhận xét: Ta biết lực hấp dẫn là lực hút giữa hai vật. Nhưng trong trừơng hợp này lực hấp dẫn không đủ mạnh để hút hai vật nặng gần 100000 tấn tiến lại gần nhau được ./ . * Học sinh chép đề bài theo yêu cầu của giáo viên; *H.s làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; *Đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả Bài giải * Theo đề bài ta có : Û 2R2 = R2 + 2Rh + h2 Û h2 + 2Rh – R2 = 0 Û h2 + 12800h – 40960000 = 0 Giải phương trình ta được h » 2651 và h » -15451 Vì h > 0 nên h = 2651km Vậy ở độ cao h = 2651km so với mặt đất thì gia tốc rơi tụ do bằng một nửa gia tốc rơi tự do ở mặt đất Hoạt động 3: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm lại các bài tập, khắc sâu phương pháp động lực học *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tổ trưởng kí duyệt 31/10/2011 HOÀNG ĐỨC DƯỠNG