Закон всесвітнього тяжіння, ознайомити з дослідами Ньютона та Кавендіша по визначенню гравітаційної сталої




Скачати 136.23 Kb.
Дата конвертації21.04.2016
Розмір136.23 Kb.
Тема. Гравітаційна стала. Закон всесвітнього тяжіння.

Мета. Пояснити учням закон всесвітнього тяжіння, ознайомити з дослідами Ньютона та Кавендіша по визначенню гравітаційної сталої.

Закріпити знання учнів по темі: “Закони динаміки Ньютона”. Розвивати практичні вміння та навички учнів застосовувати набуті знання для розв’язування розрахункових задач по темі: “Гравітаційна стала. Закон всесвітнього тяжіння”.

Виховувати уважність, систематичність вивчення навчального матеріалу, підтримувати інтерес до вивчення фізики з використанням ЕОМ.
Тип уроку: комбінований.
Наочність: презентація “Гравітація”; комп’ютерні тести, плакат “Закон всесвітнього тяжіння”.
Прилади і матеріали: комп’ютери.


Основні цілі проведення уроку:

  1. Використання комп’ютера на уроці фізики для групи учнів (тестові завдання).

  2. Фронтальне використання комп’ютера фрагментально для всього класу (презентація “Гравітація”).

  3. Взаємозв’язок з іншими предметами (математика, астрономія).


Хід уроку.

  1. Організаційний момент.

  2. Активізація пізнавальної діяльності.

Методичні поради. Активізація пізнавальної діяльності проводиться паралельно у формі комп’ютерного тестування для групи учнів і фронтальним розв’язуванням задачі для решти класу.


Задача. Під дією двох взаємно перпендикулярних сил, що дорівнюють 3Н і 4Н , тіло зі стану спокою за 2 с перемістилось на 20 м у напрямку рівнодіючої сили. Знайти масу тілу.
Дано: Розв’язання

F1=3 H F2 F Прикладемо сили F1 і F2 у геометричному

F2=4 H центрі тіла. Рівнодійна цих сил дорівнює їх

V0=0 векторній сумі.

t=2 c F= F1 + F2

S= 20 м За другим законом Ньютона F = ma,



m-? F1 m= , або у скалярній формі m = (1)

Рівнодійна F = F12 + F22 (2) – за теоремою Піфагора. Прискорення знаходимо з формули переміщення

S = t + , = 0, тоді звідки (3)

У формулу (1) замість сили F підставимо (2), а замість прис-корення – (3). Після перетворень матимемо:
m =
Обчислимо числове значення маси тіла:
m =
[m] =

Відповідь: 0,5 кг.

Тести: Додаток 2.


  1. Виклад нового матеріалу.

План


  1. Сила всесвітнього тяжіння.

  2. Закон всесвітнього тяжіння.

  3. Гравітаційна стала, її експериментальне підтвердження.




  1. Взаємне притягання тіл називається всесвітнім тяжінням, або гравітацією. Сили, з якими будь-які два тіла притягуються одне до одного, називаються силами всесвітнього тяжіння, або гравітаційними силами.

  2. У 1667 році Ісаак Ньютон сформулював закон всесвітнього тяжіння.

Будь-які два тіла масами m1 і m2, розміщені на відстані r одне від одного, притягуються з силою, прямо пропорційною добутку їх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними.

F1 – сила, яка діє з боку першого тіла на друге. F2 – сила, яка діє з

боку другого тіла на перше.

F1 F2 F1 = F2 = F

У такому вигляді закон

всесвітнього тяжіння спра-

ведливий для двох матеріа-

r льних точок, або однорідн-

их сферичних тіл, для яких відстань береться між їх центрами. Для неоднорідних тіл довільної форми закон має значно складнішу форму.

  1. Гравітаційна стала, її експериментальне підтвердження.

(Додаток 1. Презентація “Гравітація”)

Сторінка учня


Коефіцієнт пропорційності у законі всесвітнього тяжіння, однаковий для всіх тіл у природі, називається гравітаційною сталою.

Fr2 Нм2 Нм2

G= , звідси [ G ] = 1 G= 6,67 * 10 -11

m1m2 кг2 кг2

Фізичний зміст гравітаційної сталої: вона дорівнює силі, з якою притягуються два тіла масами по 1 кг, розташовані на відстані 1 м одне від одного. Якщо m1=m2=1 кг і r = 1 м, то G = F, F =6,67 * 10 –11Н
4 Закріплення нового матеріалу.

№ 177 (Римкевич, 1982 р)



Визначити значення сили взаємного притягання двох кораблів, віддалених один від одного на 100 м, якщо маса кожного з них 10 000 т.
Дано: Розв’язання

m1=m2=10000 т F=6,67*10-11*1014кг/ 104 м=

r = 100 м F1 F2 = 0,667 Н = 0,7 Н

G = 6,67*10-11 r




F-? F1 = F2 = F

F=Gm1m2/r2 = Gm2/r2

m1 = m2 = m = 104 т = 107 кг

r = 102 м
185 (Римкевич, 1982 р)

Середня відстань між центрами Землі і Місяця дорівнює 60 R (де R- радіус Землі). Маса Місяця у 81 раз менше маси Землі. В якій точці прямої, що з’єднує їх центри, тіло буде притягуватись до Землі і до Місяця з однаковими силами?

Дано: Розв’язання

Мз = 81 m З

R = 60 Rз F1 m1 F2 М

F1 = F2

r1

r1 - ?

r2

позначимо масу тіла m1, а його відстань від Землі r1. Земля притягує дане тіло з силою F1 = G Mзm1/r12 , а Місяць з силою F2=Gmm1/(r – r1)2. За умовою, F1 = F2, тоді GMзm1/r2=Gmm1/(r – r1)2; Mз(r – r1)2 = mr1 . Оскільки Mз = 81 m , то 81 m (r – r1)2 = mr12; 81(r2 – 2rr1 + r12) = r12;

81 r2 – 162 rr1 + 81 r12 - r12=0.

Маємо квадратне рівняння відносно r1: 80 r 12 – 162 rr1 + 81 r2 =0

Дискримінант D = (162 r)2 – 4* 80*81 r2 = 324 r2

Перший корінь рівняння r1 = 1,1 r – не задовольняє умову задачі;

Другий корінь рівняння r2 = 0,85 r.

Отже, r = 0,85 * 60 Rз = 51 Rз

Відповідь: Дане тіло знаходиться на відстані 51 Rз від центру Землі.
Тести: додаток 3

5. Завдання додому.

§ 24

На 1-5 балів.

Два кораблі масою по 50 000 т кожний стоять на рейді на відстані 1 км один від одного. Яка сила притягання між ними?

На 6-12 балів.



Космонавт висадився на Місяці. Його притягують і Місяць і Земля. У скільки разів сила притягання космонавта до Місяця більша, ніж до Землі? (Радіус Місяця 1730 км).

6. Підсумок уроку.


Додаток 3.


ТЕСТИ

ГРАВІТАЦІЙНА СТАЛА. ЗАКОН ВСЕСВІТНЬОГО ТЯЖІННЯ

І варіант





































1

Якою буквою позначається гравітаційна стала?




г) G








































2

Який вчений першим обчислив гравітаційну сталу?




б) Кавендіш








































3

Взаємне притягання тіл називають всесвітнім тяжінням, або .....




б) гравітацією








































4

За допомогою якої формули обчислюється гравітаційна стала?




а) G=Fr*r/mm


























































Результат




12









ТЕСТИ

ГРАВІТАЦІЙНА СТАЛА. ЗАКОН ВСЕСВІТНЬОГО ТЯЖІННЯ

ІІ варіант









































































1

В яких одиницях вимірюється гравітаційна стала?




в) Н*м*м/кг*кг











































2

Який вчений сіормулював закон всесвітнього тяжіння?




а) Ньютон











































3

Як називається прилад за допомогою якого Г.Кавендіш експериментально обчислив гравітаційну сталу?




а) крутильні терези











































4

Яка формула описує закон всесвітнього тяжіння?




б) F=Gmm/rr














































Результат




12









Додаток 2.

ТЕСТИ

ЗАКОНИ НЬЮТОНА

І варіант





































1

Знайти рівнодійну силу, якщо F1=40 H, F2=20 H




в)20







F2 F1
































































2




Знайти прискорення руху тіла, якщо F1=7 H, F2=3 H, m=50г







а) 0,2 м/с*с




F1 F2





























































3

Яка з наведених формул виражає другий закон Ньютона?




в) F=ma








































4

Замість крапок вставте назву розділу фізики: .......- розділ механіки, у якому вивчається рух матеріальних тіл під дією прикладених сил.




б) Динаміка


























































Результат




12










ТЕСТИ

ЗАКОНИ НЬЮТОНА

ІІ варіант

1




Знайти рівнодійну силу, якщо F1=10 H, F2=20 H







г) 30 Н










F1 F2
































































2

Знайти прискорення руху тіла, якщо F1= 6 H, F2= 4 H, m= 100 г




в) 0,1 м/с*с













F2 F1



































































3

Яка з наведених формул виражає третій закон Ньютона?




г) F1=-F2











































4

Для яких систем справедливий перший закон Ньютона?




а) інерціальні














































Результат




12








База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка