Закон всемирного тяготения 9-10 класс

№

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1

Организацион-ный момент.

Приветствует учащихся. Создает позитивный  настрой на учебную деятельность. Контролирует эмоциональное состояние учащихся.

Отвечают на приветствие учителя.

Слушают учителя.

2

Постановка проблемного вопроса. Актуализация знаний.

Задает проблемные вопросы. Слушает ответы учащихся. Учитель направляет обучающихся на  предположение о теме урока и совместное формирование целей урока.

Отвечают на поставленные вопросы. Уточняют и дополняют высказывания одноклассников.

Совместно с учителем формулируют тему и цели урока.

3

Изучение нового материала.

Объясняет материал, задает вопросы, используя презентацию, анимацию, компьютерную модель

Слушают, смотрят, запоминают, устно отвечают на вопросы, комментируют и дополняют ответы одноклассников.

Совместно с учителем обсуждают, анализируют, выделяют главное,  составляют опорный конспект в тетрадях.

4

Фронтальный опрос учащихся. Первичная проверка понимания.

Предоставляет подборку вопросов по теме. Задает вопросы.  учащимся. Оценивает ответы.

Отвечают на вопросы, обсуждают ответы и дополняют друг друга.

5

Первичное закрепление. Решение задач.

Предоставляет подборку задач. Вызывает учащихся к доске. Контроль правильности решения. Оценивает решение.

Обсуждают и решают предложенные задачи, записывают решение на доске и в тетрадях.

6

Домашнее задание.

Объясняет домашнее задание.

 Записывают необходимую информацию по выполнению домашнего задания.

7

Подведение итогов урока. Рефлексия.

Обобщает  выполненную работу. Подводит итоги урока. Проводит рефлексию. Ставит оценки.

Совместно с учителем делают главные выводы. Отвечают на вопросы рефлексии.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Обращение учителя  классу: Здравствуйте, ребята!

Сегодня на уроке мы попытаемся расширить  круг наших знаний.

Отвечают на приветствие учителя. Слушают учителя.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Слайд 2. Мы с вами знаем, что все тела падают на Землю. Почему?

По мере того как развивалась наука, человек узнавал и изучал все новые силы, действующие в природе. Однако, без сомнения, самой первой из сил, ставшей известной человеку и поразившей его воображение, была сила тяготения. Кто из нас не падал на землю под действием этой силы, не сталкивался с ней каждый день, каждый миг? Нельзя себе представить жизнь на земле без силы тяготения.

Слайд 3. Этот вопрос занимал еще древних ученых. Как они объясняли это явление?

Комментирует ответы учащихся: Такое представление об устройстве мира было тесно связано с понятием об абсолютном «верхе» и «низе», вполне согласовавшимися со взглядами рабовладельческого общества древнего мира.

Объясняя этот явление, мы узнаем объяснение и смысл удивительного и важного физического закона, название которого является темой нашего урока.

Слайд 4. Итак,  вы верно предположили, что темой урока является «Закон всемирного тяготения», тогда какими же будут цели урока?

Целями нашего урока является знакомство с историческими фактами, ведущими к открытию закона всемирного тяготения, изучение области применения закона, его значение  для науки.

Отвечают на вопросы учителя.

        Ответ: причиной падения тел является сила тяготения (тяжести).

Отвечают на вопрос учителя:

Ответ: В древности люди считали Землю плоскостью, на которую опирается небесный свод.

Это представление возникло из непосредственного зрительного впечатления. Видя, что все тела на земной поверхности падают вниз, они решили, что и во Вселенной есть «верх» и «низ». Поэтому-то тела и падают.

Выдвигают предположения о теме урока «Закон всемирного тяготения».
Записывают тему урока в тетрадь.

Ставят возможные  цели  к уроку: узнать, каким ученым принадлежали открытия, которые привели к открытию этого закона; о чем говорит этот закон, каково математическое выражение закона, как закон способствовал развитию науки, какие задачи можно решать с его помощью  и т.д.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Приступаем к изучению нового материала. Вы должны выделять для себя главные сведения и записывать их в тетради.

Слайд 5. Знаете ли вы греческих ученых Аристотеля и Птолемея? Чему учили они древних людей?

Из древних наук в конце 13 века было разрешено преподавать учение греческого философа Аристотеля.  Вы верно указали, что этому ученому уже было известно, что Земля – шар, а это противоречило библейскому взгляду на строение мира. Поэтому сочинения Аристотеля были снабжены различными комментариями, приводящими его учение в согласие с библией. Система мира  греческого астронома Клавдия Птолемея, господствовавшая в науке до середины 16 века.

Слайд 6. Как зовут этого ученого? Какими достижениями он известен?

В 16 веке польский ученый Николай Коперник решил «обернуть» механизм Вселенной, опроверг систему мира Птолемея, монопольно господствовавшую в течение почти полутора тысяч лет.

Книга содержала ответ людям, которые в отчаянии думали, будто человек не может познать движения небесных светил и ему доступно знание движений лишь в «подлунном» мире, то есть на Земле.

Слайд 7. Как зовут этого ученого? В каком городе находится эта башня? Чем она знаменита?

Галилео Галилей экспериментально обнаружил, что Аристотель, которого считали до тех лет непререкаемым авторитетом, неправ. Все тела падают одинаково.  А в 1610 году весь культурный мир был взволнован удивительной вестью: профессор университета в Падуе устроил трубу, в которую можно было увидеть на небе неизвестные до сих пор звезды и спутники планет. И направленная на небо зрительная труба далеко раздвинула пределы мира. В журнале «Звездный вестник» он рассказывал о горах, впадинах, возвышенностях на поверхности Луны,  сообщал весть о новом мире планет – Юпитере, окруженном обращающимися вокруг него спутниками.

Но какая сила удерживает на орбитах планеты? На этот вопрос тогда никто не пытался еще ответить.

Слайд 8. Знаете ли вы Тихо Браге? В чем его заслуги перед наукой?

Браге  возглавлял обсерваторию,  которую построил  близ Копенгагена, и снабдил превосходными инструментами, изготовленными под его руководством.

Слайд 9. Как зовут этого ученого? Кто стал преемником Тихо Браге?

В 1609 году немецкий астроном Иоганн Кеплер, завершая труд Коперника, сумел разгадать тайны орбит, по которым движутся планеты вокруг Солнца, а их спутники – вокруг самих планет. Эти орбиты оказались не кругами,  как полагал Коперник, а эллипсами.

Слайд 10. Знаете ли вы, как называлась историческая книга великого английского ученого Исаака Ньютона?

Слайд 11. Ньютон рассуждал над тем, как меняется сила тяготения при изменении расстояния. Ньютон предположил, что сила тяготения изменяется подобно тому, как и освещение предмета при приближении или удалении от источника света: если расстояние станет в три раза больше, сила тяготения уменьшится в девять раз, и наоборот.

Слайд 12. Из второго закона динамики следует, что ускорение, которое получает тело под действием силы, обратно пропорционально массе тела. Но ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Это возможно только в том случае, если сила, с которой Земля притягивает тело, изменяется пропорционально массе тела. По третьему закону силы, с которыми взаимодействуют тела, равны. Если сила, действующая на одно тело, пропорциональна массе этого тела, то равная ей сила, действующая на второе тело, очевидно, пропорциональна массе второго тела. Но силы, действующие на оба тела равны, следовательно, они пропорциональны массе первого и второго тела.

Слайд 13. Ньютон рассчитал отношение радиуса орбиты Луны к радиусу Земли. Отношение равнялось 60. А отношение ускорения свободного падения на Земле к центростремительному ускорению, с которым обращается вокруг Земли Луна, равнялось 3600. Следовательно, ускорение обратно пропорционально квадрату расстояния между телами. По второму закону сила и ускорение связаны прямой зависимостью, следовательно, сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами.

Слайд 14. А теперь выясним физический смысл гравитационной постоянной, кто, когда и каким способом определил ее значение.

Учитель демонстрирует анимацию «Опыт Кавендиша по измерению гравитационной постоянной».

Слайд 15. Давайте уточним ответ на вопрос, можно ли применять закон в любых случаях?  Комментирует случаи применения закона на слайде.

Слайды 16-19. Рассмотрим практическое значение закона всемирного тяготения для науки. Комментирует информацию на слайдах.

Слайд 20. Комментирует информацию на слайде.

Возникает проблемная ситуация. Яблоко падает на землю оттого, что его притягивает земной шар, но точно с такой же силой и яблоко притягивает к себе всю нашу планету. Отчего мы говорим, что яблоко падает на землю, вместо того, чтобы сказать: «Яблоко и земля падают друг на друга».

Отвечают на вопросы учителя:

Аристотель и Птолемей учили, что наша Земля имеет шарообразную форму и находится в центре Вселенной.

Система мира Клавдия Птолемея – геоцентрическая.

Слушают. Заполняют в тетради опорный конспект.

Отвечают на вопросы учителя:

Это польский астроном Николай Коперник. Он доказал, что геоцентрическая система мира, (с Землей, как его центром), выдвинутая греческим ученым Птолемеем неверна.

Он создал гелиоцентрическую систему мира.

Над разработкой своей системы мира Коперник работал всю жизнь. Он описал ее в книге «Об обращении небесных сфер», которую долго не решался опубликовать, чтобы не навлечь на себя преследование католической церкви.

Делают записи в конспектах.

Отвечают на вопросы учителя:

Галилео Галилей - итальянский физик. Изучал законы падения тел, законы инерции.

Это Пизанская башня. С неё Галилей сбрасывал пушечные ядра разного веса и размера  и доказал, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Причем, ускорение для всех падающих тел одинаковое, оно составляет 9,8 м/с².

Делают записи в конспектах.

Отвечают на вопрос учителя: это сила всемирного тяготения.

Отвечают на вопросы учителя:

Это датский астроном, наблюдал звёзды, планеты и кометы, производя определения положений светил с весьма высокой точностью. В этом его главная заслуга.

Делают записи в конспектах.

Отвечают на вопросы учителя:

Иоганн Кеплер был помощником Тихо Браге,  после  смерти которого  остались ценнейшие наблюдения.

Используя данные этих наблюдений, он установил законы движения планет вокруг Солнца.

Делают записи в конспектах.

Слушают объяснение учителя, делают записи в тетрадях. Отвечают на вопрос: «Математические принципы натуральной философии».

Смотрят изображение на слайде, слушают учителя.

Смотрят изображение на слайде, слушают учителя. Выделяют существенную информацию из слов учителя. Делают записи в тетрадях.

Смотрят изображение на слайде, слушают учителя. Делают записи в тетрадях:  рисунок и формулу закона всемирного тяготения; комментируют название буквенных обозначений величин, входящих в формулу.

Смотрят изображение на слайде, слушают учителя. Делают записи в тетрадях (значение и единицы измерения гравитационной постоянной), просматривают анимацию.

Отвечают на вопросы учителя:

Нет, закон применяется в строго определенных случаях.

         Смотрят на изображение, слушают учителя. Делают записи.

Смотрят изображение на слайде, слушают учителя. Делают записи в тетрадях.

       Отвечают на вопрос: Яблоко и земля действительно падают друг на друга, но скорость этого падения для них различна. Равные силы притяжения сообщают яблоку ускорение 10 м/с², а земле - во столько раз меньшее ускорение, во сколько раз масса Земли больше массы яблока. Поэтому перемещение Земли к яблоку ничтожно мало.

Записывают формулы.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

 Слайд 21. Ответьте на вопросы:

1.                 Действует ли на человека сила притяжения к  Солнцу?

2.                 Как объяснить возникновение приливов и отливов в океане?

3.                 Объясните физический смысл  гравитационной постоянной?

Отвечают на вопросы.

1.     конечно, сила притяжения к Солнцу действует на человека точно так, как и на всю Землю - поэтому ее не замечаем, ее величина пренебрежимо мала по сравнению с силой притяжения Земли.

2.     Приливы и отливы связаны с Луной и Солнцем. Луна, действуя гравитационной силой, тянет за собой водные массы до прохождения зенита относительно местности.

3.     Гравитационная постоянная численно равна силе, с которой притягиваются  две материальные точки массой по 1 кг. на расстоянии 1 м. G=6,67*10 ^-11 Н*м²/кг²

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

 Слайд 22. Давайте устно решим задачи на применение закона всемирного тяготения.

Слайд 23-25. Давайте решим задачи у доски и проверим ответы.

Слайд 26. Выберите верные утверждения.

  Устно решают задачи и объясняют свой ответ.

Решают задачи у доски по 2 человека.

Выбирают верные утверждения.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Ребята, вспомните цели нашего урока. Достигнуты ли они? Что нового, интересного вы узнали сегодня на уроке?
Как вы усвоили пройденный материал? Какие были трудности? Удалось ли их преодолеть? Пригодятся ли вам знания, полученные сегодня на уроке?

Слайд 27. Молодцы!

      Отвечают на вопросы. Осознанно и произвольно строят речевое высказывание в устной форме. Участвуют в обсуждении содержания урока во фронтальном режиме. Формулируют собственное мнение и позицию.