Конспект урока "Закон Всемирного тяготения"

Конспект открытого урока

Подготовила: преподаватель физики

ГАПОУ ПО «ПАК» Трубочкина С.В.

Тема «Закон всемирного тяготения»

Цели: Образовательные:

·         сформировать понятие силы Всемирного тяготения;

·         показать универсальный характер закона всемирного тяготения;

·         показать практическое применение закона Всемирного тяготения;

·         формировать умение применять закон на конкретных примерах.

Развивающие:

·         развивать речь, мышление;

·         совершенствовать логические операции: анализ, синтез, способность наблюдать, делать выводы, выделять существенные признаки объектов.

Воспитательные:

·         формирование научного мировоззрения;

·         воспитание интереса к изучаемому предмету.

Оборудование: проекционная аппаратура, презентация "Закон всемирного тяготения", карточки для проверочной работа (2 варианта).

Оформление: на доске портрет Исаака Ньютона, под портретом высказывание "Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другим, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным.

Тип урока: комбинированный.

План занятия.

1.      Организационный момент: приветствие, объявление темы урока-1 мин.

2.      Фронтальный опрос (подготовка к восприятию нового)-6 мин.

3.      Изучение нового материала-20 мин.

4.      Закрепление изученного-6 мин.

5.      Самостоятельная работа (осуществление обратной связи)-10 мин.

6.      Итог урока, домашнее задание-2 мин.

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Фронтальный опрос (подготовка к восприятию нового).

Ответы на вопросы и формулировка темы урока.

Вопросы:

1.      Величина, равная произведению модуля силы на модуль перемещения.

2.      Совершает ли работу сила тяжести, действующая на книгу, лежащую на столе?

3.      Спортсмен поднимает штангу вверх. Совершает ли при этом работу сила тяжести?

4.      Чему равна работа силы трения  величиной 5Н на пути 1 км?

5.      Какова мощность машины, которая может выполнить  работу 12000 Дж за 2  с?

6.      Какова мощность машины, которая может выполнить  работу 12000 Дж за 2  с?

Ответ: яблоко?

Опыт. На штативе висит  привязанное на нити яблоко. Преподаватель поджигает нить – яблоко

падает.

Преподаватель: Такое же яблоко когда-то упало на голову очень известного человека, который после этого открыл всем известный закон. В честь этого открытия  стреляли из пушек. Но даже снаряды подчинялись открытому закону. Какой это закон  и кто был этот человек?

Студенты отвечают и

Объявляется тема «Закон Всемирного тяготения».

3. Изучение нового материала.

Для того, чтобы выяснить от каких величин зависит сила тяготения у нас работали 2 группы исследователей. Что же и им удалось выяснить? Дадим им время подготовиться к ответу. А пока послушаем, как же в действительности Ньютон открыл свой знаменитый закон Всемирного тяготения.

Студент: В 1666 году в Кембридже (Англия) началась какая-то эпидемия, которую тогда сочли чумой, и Ньютон удалился в свой Вульсторп. Здесь в деревенской тиши, не имея под рукой ни книг, ни приборов, живя почти отшельнической жизнью, двадцатичетырехлетний Ньютон предался глубоким философским размышлениям. Плодом их было гениальнейшее из его открытий — учение о всемирном тяготении.

На склоне своих дней Исаак Ньютон рассказал, как это произошло: он гулял по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел луну в дневном небе. И тут же на его глазах с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Поскольку Ньютон в это самое время работал над законами, он уже знал, что яблоко упало под воздействием гравитационного поля Земли.

Знал он и о том, что Луна не просто висит в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, и, следовательно, на нее воздействует какая-то сила, которая удерживает ее от того, чтобы сорваться с орбиты и улететь по прямой прочь, в открытый космос. Тут ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите.

Гипотеза Ньютона: Все тела Вселенной, как небесные, так и находящиеся на Земле подвержены взаимному притяжению.

Знаменитая яблоня долго хранилась в назидание потомству. Она пережила Ньютона почти на сто лет. Позднее засохла, была срублена и превращена в исторический памятник в виде скамьи. Этот сорт яблони решили посадить во всех учебных заведениях

 Например, эта яблоня  растет во дворе колледжа Бэбсон в Уэлсли (штат Массачусетс, США)

1 группа исследователей: Исследование зависимости силы тяготения от массы тел.

По 2-му закону Ньютона сила притяжения к Земле F=mg, где g≈9,8 м\с².

Из формулы видно, если m увеличивается, то увеличивается F и наоборот. Поэтому говорят, что F «прямо пропорциональна» m. Это записывается так: F  m.

По 3-му закону Ньютона, Луна притягивает Землю с такой же силой F  М.

2 группа исследователей. Исследование зависимости силы тяготения от расстояния.

Ньютон предположил, если расстояние R между телами увеличивается, то сила притяжения F должна уменьшаться. Говорят, что F «обратно пропорциональна» R.

С помощью законов движения планет, которые установил Иоганн Кеплер, Ньютон вычислил, что F «обратно пропорциональна» R².Это записывается так: F  ..

Преподаватель объясняет вывод формулы закона Всемирного тяготения:

F  m

F  М    |     

F  ..

Студенты с помощью наводящих вопросов преподавателя формулируют Закон Всемирного

тяготения, записывая в тетрадях.

Студенты самостоятельно с помощью наводящих вопросов объясняют опытКавендиша по

измерению значения гравитационной постоянной.

В Синьцэян-Уйгурском автономном районе на северо-западе Китая есть холм, по склону

которого вода течет не вниз, а вверх. Этот факт отметили двое путешественников, приехавших туда на автомобилях. Остановив автомобиль на дне расположенной на вершине холма V-образной впадины и сняв его с тормозов, туристы с удивлением обнаружили, что он сам покатился вверх по склону! Скорость его движения достигала 30 км/час. Вода, вылитая на дорогу, тоже потекла вверх, в сторону вершины. Некоторые ученые пытаются объяснить эти аномальные явления геологическими особенностями местности. Выходит, что законы всемирного тяготения здесь совсем не действуют

Опытное применение закона Всемирного тяготения.

4.Закрепление изученного.. Студенты разбирают решение предложенных задач.

5. Самостоятельная работа (осуществление обратной связи).

Вариант1

1. Четыре шара имеют одинаковые массы, но разные размеры. Какая пара шаров будет притягиваться с большей силой?

2. Что притягивает к себе с большей силой: Земля – яблоко  или яблоко – Землю?

3. Как будет изменяться сила взаимодействия между телами при уменьшении расстояния между ними?

4. Как изменится сила взаимодействия двух тел массами m₁ и m₂ , если массу одного из них увеличить в 3 раза, а массу другого уменьшить в 3 раза, не меняя расстояния между ними?

5. С какой силой притягивается космонавт массой 80 кг к орбитальной станции массой 20т на расстоянии 500м?

Вариант2

1. Что произойдет с силой гравитационного взаимодействия двух тел, если расстояние между ними увеличить в 2 раза?

2. Почему мы не замечаем притяжения окружающих тел друг к другу, хотя притяжение этих тел к Земле наблюдать легко?

3. Почему пуговица, оторвавшись от пальто, падает на землю, ведь она находится значительно ближе к человеку и притягивается к нему?

4. Планеты движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Куда направлена сила тяготения, действующая на планеты со стороны Солнца?

5. С какой силой притягивается космонавт массой 90 кг к орбитальной станции массой 10т на расстоянии 600м?

6. Итог урока, домашнее задание.

Подведение итогов урока, выставление оценок. Домашнее задание.