Тема урока: «Закон всемирного тяготения».
Цель урока: сформировать понятие гравитационных сил;
добиться усвоения закона всемирного тяготения;
познакомить с опытным определением гравитационной постоянной;
План урока:
1.Вступительная беседа.
2.Силы всемирного тяготения.
3.Закон всемирного тяготения.
Ход урока:
1.Здравствуйте, ребята. Сегодня наш урок - дистанционный, поэтому источником информации будут служить учебник «Физика 10» . Запишите тему урока в тетрадь.
Сегодня на уроке мы с вами изучим закон всемирного тяготения, покажем его практическую значимость. Шире раскроем понятие взаимодействия тел на примере этого закона и ознакомимся с областью действия гравитационных сил.
Повторение (письменно ответьте на вопросы):
1. Что называется свободным падением тела?
2. Что такое ускорение свободного падения?
3. Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшим ускорением, чем железный шарик?
4. Кто первым пришел к выводу о том, что свободное падение является равноускоренным движением?
5. Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъема.
6. С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии сопротивления воздуха?
7. Применить первый закон Ньютона для падающего тела.
8. Применить второй закон Ньютона для падающего тела.
9. Применить третий закон Ньютона для падающего тела и Земли.
2.Исторические факты, предшествующие открытию закона всемирного тяготения:
После открытия Коперником гелиоцентрической системы мира начались поиски закономерностей, которым подчиняется движение планет вокруг Солнца.
Датский астроном Тихо Браге, многие годы, наблюдая за движением планет, накопил многочисленные данные, но не сумел их обработать.
Это сделал его ученик Иоганн Кеплер. Им были открыты три закона движения планет вокруг Солнца. Но причину, определяющую эти общие для всех планет закономерности, Кеплеру найти не удалось.
Существует легенда, что, постоянно думая над этим вопросом и наблюдая за падением яблока с ветки дерева, Ньютон выдвинул гипотезу о том, что движение планет по орбитам вокруг Солнца и падение тел на Землю вызваны одной и той же причиной – тяготением, которое существует между всеми телами. Теперь исследования историков показывают, что такая догадка высказывалась учеными и до Ньютона. Однако именно он из этой гипотезы сделал частный, но очень важный вывод: между центростремительным ускорением Луны и ускорением свободного падения на Земле должна существовать связь. Эту связь нужно было установить численно и проверить. Именно этим соображения Ньютона отличались от догадок других ученых, например от догадок Гука, который тоже считал, что между телами действуют силы тяготения. В 1667 г. Исаак Ньютон высказал предположение, что вообще между всеми телами действуют силы взаимного притяжения. Теперь их называют силами всемирного тяготения или гравитационными силами.
Рассчитать гравитационные силы, или силы тяготения, позволяет закон всемирного тяготения.
Прочитайте §31 п1
Запишите в тетрадь формулировку и математическую запись закона всемирного тяготения.
Если тела в задаче рассматриваются как материальные точки, то под R понимают расстояние между этими телами (радиус тел мал, и им пренебрегают).
Если тело находится на поверхности Земли или достаточно близко от нее, то R в формуле — это просто радиус Земли.
В формулу, выражающую закон всемирного тяготения, входит постоянная G. Коэффициент пропорциональности G называется гравитационной постоянной.
Каков ее физический смысл?
Ответьте на этот вопрос письменно, используя материал стр.84 учебника.
Что касается числового значения G, то оно может быть найдено только из опыта. Опыт состоит в том, чтобы
измерить силу притяжения двух тел известной массы при известном расстоянии между ними.
Такие опыты проводились много раз различными методами
Впервые гравитационная постоянная была определена экспериментально в конце XVIII в. английским ученым Кавендишем с помощью крутильных весов. Схема эксперимента показана на рисунке.
 |
Используя материал на стр.85. учебника опишите суть эксперимента Кавендиша.
Запишите численное значение гравитационной постоянной.
Задание:
1.Используя закон всемирного тяготения, определите массу Земли.
2.Используя дополнительные источники информации, ответьте на вопросы:
- Чем ограничиваются размеры животных на Земле? Чему равен вес самых тяжелых из земных птиц? Почему среди тяжелоатлетов так много низкорослых?
3. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если один из них заменить другим, масса которого вдвое меньше?
4. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если расстояние между ними увеличить вдвое?
5. Почему мы не замечаем притяжения окружающих тел друг к другу, хотя притяжения этих же тел к Земле наблюдать легко?
6. Планеты движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Куда направлена сила тяготения, действующая на планеты со стороны Солнца? Куда направлено ускорение планеты в любой точке на орбите? Как направлена скорость?
Домашнее задание: §30, 31
