TIỂU LUẬN tiến trình lịch sử hình thành các kiến thức chủ đề TRƯỜNG hấp dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÍ MƠN: LỊCH SỬ VẬT LÍ ………… o0o………… BÀI TIỂU LUẬN Tiến trình lịch sử hình thành kiến thức Chủ đề: TRƯỜNG HẤP DẪN Sinh viên thực : Nhóm Lớp : BK68 Giảng viên hướng dẫn : Trần Ngọc Chất Mục lục: Bảng kế hoạch phân công nhiệm vụ tuần thời gian thực hiện…………………………………… Nội dung Phần 1: Tìm kiếm trình bày nội dung Trường hấp dẫn ứng với chương trình 2018 cho mơn học Vật lí 11……………4 Phần 2: Tìm kiếm trình bày tiến trình lịch sử nội dung Trường hấp dẫn… ………………………………………… 12 Phần 3: Soạn thảo kế hoạch dạy học…………………………17 Bài 1: Trường hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn………… 18 Bài 2: Cường độ trường hấp dẫn…………………………… Bài 3: Ứng dụng cường độ hấp dẫn………………………… Bài 4: Thế hấp dẫn hấp dẫn…………………… Bài 5: Tìm hiểu vũ trụ cấp 1………………………………… Ôn tập……………………………………………………… Kiểm tra……………………………………………………… Tài liệu tham khảo…………………………………… Bảng liệt kê nhiệm vụ Thời gian Tuần Tên nhiệm vụ Cách tiến hành HĐ1: Đọc hướng dẫn tiểu luận tiến hành phác thảo khung cấu trúc tiểu luận - Phác thảo khung dàn ý tiểu luận HĐ2: Tiến hành lập kế hoạch cụ thể nhiệm vụ thời gian cụ thể - Lập kế hoạch nhiệm vụ thời gian thực để hoàn thành tiểu luận đạt kết tốt - Đọc kĩ file hướng dẫn thực tiểu luận gg classroom - Suy nghĩ, tìm hiểu, hình dung nhiệm vụ nội dung cần hoàn thành tiểu luận HĐ3: Tra cứu, tìm kiếm tài liệu tham khảo Kết dự kiến đạt Có nhìn tổng qt tiểu luận, xác định nhiệm vụ cần thực yêu cầu cần đạt tiểu luận Lập kế hoạch chi tiết, cụ thể, thời gian rõ ràng Tìm kiếm Wikipedia Google Scholar , cố gắng tìm kiếm tiếng Anh, chỗ khơng hiểu dùng Google Translate để tìm nhiều tài liệu liên quan tốt Tìm tài liệu thống đa dạng có liên quan đến đề tài HĐ4: Sắp xếp, phân loại tài liệu tìm chủ đề Trường hấp dẫn - Sắp xếp phần mục tương ứng với bố cục yêu cầu tiểu luận rõ ràng, cụ thể Hệ thống tài liệu lựa chọn, xếp, phân loại tương ứng với phần cụ thể tiểu luận HĐ5: Tiến hành trình bày phần phần Nội dung tiểu luận - Trình bày phần theo hướng dẫn làm tiểu luận gg classroom, trình bày cụ thể rõ ràng tiến trình hình thành kiến thức có liên quan đến chủ đề Trường hấp dẫn nội dung Trường hấp dẫn ứng với chương trình 2018 cho mơn học Vật lí 11 - Đọc tài liệu nhìn tổng quát xếp kiến thức, lời giải thích, phân tích minh họa cách phù hợp, logic - Liệt kê đầy đủ trình bày rõ ràng, dễ hiểu Thể tiến trình hình thành kiến thức vật lí chủ đề Trường hấp dẫn kiến thức liên quan đến chủ đề để thấy tiến trình hình thành kiến thức chủ đề Trường hấp dẫn Tuần HĐ1: Tra cứu, tìm kiếm Tìm kiếm Wikipedia Google Scholar , cố Tìm tài tài liệu tham khảo nội dung lịch sử Trường hấp dẫn ứng với chương trình 2018 cho mơn học Vật lí 11 HĐ2: Đọc sốt lại tiểu luận gắng tìm kiếm tiếng Anh, chỗ khơng hiểu dùng Google Translate để tìm nhiều tài liệu liên quan tốt liệu thống đa dạng có liên quan đến đề tài Đọc soát kĩ tiểu luận để phát lỗi sai tả, lỗi trình bày, hình thức trình bày Một tiểu luận rõ rang, đẹp đẽ, sinh động, hấp dẫn - Chỉnh sửa số phần nội dung thêm hấp dẫn hớn trang trí hình thức trình bày đẹp mắt, rõ ràng Tuần Phân phối tiết, chia soạn Sắp xếp tương ứng với yêu cầu cần đạt chủ đề Trường hấp dẫn Các đáp ứng đủ yêu cầu cần đạt, học sát thực tiễn, hấp dẫn có tính ứng dụng cao Tuần Soạn ơn tập kiểm tra - Chia thành viên soạn dạy, soạn ma trận, soạn đề kiểm tra, thiết kế sơ đồ tư Hệ thống kiến thức học, xếp, phân loại tương ứng với phần cụ thể chủ đề - Bài ôn tập tổng hợp kiến thức chủ đề kiểm tra đánh giá lực thật học sinh Tuần - Soạn phần tài liệu tham khảo theo kiểu APA - Hoàn thiện tiểu luận - Rà sốt lại tiểu luận, chỉnh sửa lỗi tả - Chỉnh sửa số phần nội dung thêm hấp dẫn trang trí hình thức trình bày đẹp mắt, rõ ràng Một tiểu luận rõ ràng, đáp ứng yêu cầu đề - Đọc soát kĩ tiểu luận để phát lỗi sai tả, lỗi trình bày, hình thức trình bày Bảng phân công nhiệm vụ thành viên Họ tên SV Trần Thị Thùy Linh Lê Thanh Mai Nguyễn Thị Suốt Nguyễn Thị Huyền Trang Nguyễn Đức Thanh Thủy Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Bảng báo cáo kế hoạch thực hàng tuần thành viên Họ tên SV Trần Thị Thùy Linh Lê Thanh Mai Nguyễn Thị Suốt Nguyễn Thị Huyền Trang Nguyễn Đức Thanh Thủy Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Phần 1: Trình bày ngắn gọn nội dung tri thức ứng với chương trình 2018 cho mơn học Vật lí 11 I Trường hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn -Nhiều tượng tự nhiên chứng tỏ có vật có khối lượng ln ln tương tác lên lực hút.Trọng lực lực hút Quả đất vật chung quanh Qủa đất quay chung quanh Mặt Trời lực hút Mặt Trời; Mặt Trăng quay chung quanh Qủa đất lực hút Qủa đất Mọi vật vũ trụ hút lẫn nhau, gọi lực hấp dẫn vạn vật - Mọi vật có khối lượng tạo trường hấp dẫn xung quanh -Trường hấp dẫn trường lực tạo vật có khối lượng, dạng vật chất tồn quanh vật có khối lượng tác dụng lực hấp dẫn lên vật có khối lượng đặt Đặc điểm của lực hấp dẫn     Là lực hút Điểm đặt: Đặt tại trọng tâm của vật (chất điểm) Giá của lực: Là đường thẳng qua tâm vật Định luật vạn vật hấp dẫn khoảng cách vật lớn so với kích thước chúng Hay nhắc đến vật đồng chất dạng hình cầu Cơng thức tính lực hấp dẫn Lực hấp dẫn hai chất điểm tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng chúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng - Công thức lực hấp dẫn biểu diễn sau:  F hd = G m1 m2 r2 Trong đó:     Fhd    là lực hấp dẫn m1, m2  khối lượng hai vật r khoảng cách hai vật G số hấp dẫn, G = 6,68.10−11 (N.m2/kg ¿ - Lực hấp dẫn cầu đồng tác dụng lên chất điểm cầu, khối lượng cầu xem tập trung tâm - Lực hấp dẫn cầu rỗng đồng lên chất điểm cầu ln khơng Nói cách khác, vỏ cầu đồng khơng hấp dẫn vật thể bên Chuyển động trường hấp dẫn Trường hấp dẫn trường thế, bảo toàn +Trường hợp 1: E=-GMm/2r, chứng tỏ có giá trị âm => chuyển động trường hấp dẫn với quỹ đạo elipse có giá trị âm +Trường hợp 2: E >0 cụ thể trường hợp động Ek lớn E p , xét khoảng cách r tiến đến vô cùng, E=m v 2∞ /2 => quỹ đạo vật m hypebol +Trường hợp 3: E=0, vô chất điểm m có vận tốc triệt tiêu => quỹ đạo vật m parabol Tài liệu tham khảo: https://vi.wikipedia.org/wiki/T%C6%B0%C6%A1ng_t%C3%A1c_h%E1%BA%A5p_d %E1%BA%ABn https://vatlydaicuong.com/bai-2-luc-hap-dan-trong-luc https://mayvesinhmienbac.com.vn/luc-hap-dan-la-gi/ II Cường độ trường hấp dẫn Một vật có khối lượng đặt vị trí khơng gian trường hấp dẫn vật khác, chịu tác dụng lực hấp dẫn Trọng trường trường hấp dẫn Trái Đất Đại lượng đặc trưng cho trường hấp dẫn điểm không gian là cường độ trường hấp dẫn Ta xét chất điểm có khối lượng m, để xác định cường độ trường hấp dẫn điểm không gian cách chất điểm m khoảng r, ta làm sau: Tại vị trí cách m khoảng r, đặt vào chất điểm khối lượng m’ đó, lực hấp dẫn m tác dụng lên m’ là: Trong đó, vecto đơn vị có phương trùng với đường thẳng nối mm’ có chiều hướng xa m Kí hiệu cường độ trường hấp dẫn điểm P (nơi đặt m’), độ lớn là: Biểu thức vecto cường độ trường hấp dẫn P m gây là: Cường độ trường hấp dẫn gia tốc trọng trường g: + H=-g lực lực hút + H=g lực lực đẩy Đơn vị N/kg m/s2 Biết ta xác định lực hấp dẫn tác dụng lên m’: Nếu điểm P khơng gian, có nhiều trường hấp dẫn nhiều chất điểm gây cường độ trường hấp dẫn tổng cộng tổng vecto cường độ trường hấp dẫn chất điểm gây nên: Suy lực hấp dẫn tổng cộng là: Tài liệu tham khảo Sách Cơ học-Đoàn Trọng Thứ III Thế hấp dẫn hấp dẫn – Thế hấp dẫn Định nghĩa: - Thế hấp dẫn vị trí trường hấp dẫn định nghĩa hấp dẫn đơn vị khối lượng cần thiết để di chuyển vật đến vị trí từ vị trí mốc cố định −W t V= = -g.r m (với r khoảng cách đo từ tâm Trái Đất) - Thế hấp dẫn định nghĩa công W lực hấp dẫn F để đưa vật từ điểm C xa vơ (công công âm lực ngược chiều dịch) Vị trí mốc (nơi hấp dẫn V = 0) theo quy ước xa vô hạn so với khối lượng nào, dẫn đến hấp dẫn âm khoảng cách hữu hạn Hiệu hấp dẫn so với khoảng cách r vị trí ∞ mốc: ∞ W −1 −1 GmM −GM dr = V(r) = = ∫ F dr= ∫ m m r m r r r (đơn vị: J/kg) Trong đó: G số hấp dẫn, F lực hấp dẫn Nguồn: Trường hấp dẫn https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_potential - Thế hấp dẫn Lực hấp dẫn là một lực bảo toàn, trường hợp gọi là thế hấp dẫn hay thế trọng trường Ví dụ, điểm nhỏ bề mặt hành tinh lớn, coi lực hấp dẫn lên vật thể trọng lực khơng đổi: F = mg Khi đó, hấp dẫn vật thể xác định biểu thức: Wt = m| ⃗g|h = mgh Trong đó: Wt vật trọng trường (đơn vị: J) m là khối lượng vật (đơn vị: kg) ⃗g vectơ gia tốc trọng trường (g = const = 9,81 (đơn vị: m/s2)) h độ cao vật so với mặt đất (đơn vị: m) Khi mặt đất h=0 => Wt = (gốc chọn mặt đất) Năng lượng chuyển đổi sang dạng khác hấp dẫn thay đổi chuyển động trường Nếu quãng đường di chuyển song song với trọng trường Δh thay đổi (hiệu hấp dẫn) là: ∆ Wt = mg.∆ h https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BA%BF_n%C4%83ng https://www.schoolphysics.co.uk/age16-19/Mechanics/Gravitation/text/Gravitational_potential_energy/ index.html?fbclid=IwAR2Nlubic-PtzX6bA2hAcJk01gN7VimAXRj3aOz4Bjhb5-nwJsb439ADCeI IV - Chuyển động vệ tinh địa tĩnh cơng thức tính tốc độ vũ trụ cấp 10 Quỹ đạo xích đạo tròn, mặt phẳng quỹ đạo trùng với mặt phẳng xích đạo Trong quỹ đạo xích đạo trịn chiều bay vệ tinh chiều với chiều quay đất có chu kỳ chu kỳ quay đất gọi quỹ đạo địa tĩnh (GEO) 2.3 Các thơng số vệ tinh địa tĩnh (40’) Mục tiêu: HS nêu thơng số vệ tinh địa tĩnh Phương pháp dạy học: Dạy học giải vấn đề; sử dụng đồ dùng trực quan Định hướng phát triển lực: Năng lực giải vấn đề Hoạt động GV - Dẫn dắt: Qua việc tìm hiểu dạng quỹ đạo vệ tinh nêu vệ tinh địa tĩnh vệ tinh sử dụng cho thơng tin lý tưởng đứng yên quan sát từ vị trí cố định mặt đất Nghĩa thông tin bảo đảm liên tục, ổn định 24 trạm nằm vùng phủ sóng vệ tinh mà không cần chuyển đổi sang vệ tinh khác Hoạt động HS 47 Bởi hầu hết hệ thống thông tin vệ tinh cố định sử dụng vệ tinh địa tĩnh - Cho học sinh xem hình ảnh vệ tinh địa tĩnh ? Đặt câu hỏi: Để có vệ tinh địa tĩnh phải có điều kiện gì? - Suy nghĩ trả lời - Áp dụng định luật III Kepler, tính bán kính quỹ đạo ? Để có chu kỳ bay 1436 phút, theo định luật thứ ba Kepler, bán kính quỹ đạo là? 48 Nội dung: III - Các thơng số vệ tinh địa tĩnh Để có vệ tinh địa tĩnh phải có điều kiện: -Vệ tinh phải có chu kỳ bay chu kỳ tự quay xung quanh trục đất, chu kỳ theo thiên văn 23 gi 56 ph 04,1 s 1436 phút -Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh trùng với mặt phẳng xích đạo, nghĩa vệ tinh phải bay quỹ đạo xích đạo tròn bay chiều quay đất Với quỹ đạo địa tĩnh vệ tinh có đặc điểm sau: - Để có chu kỳ bay 1436 phút, theo định luật thứ ba Kepler, bán kính quỹ đạo là: r = (T2/42)1/3 thay giá trị T = 1436.60 (s);  = 398.600,6 km3/s2, tính r = 42.164 km - Độ cao bay h = r - R e , Re bán kính đất 6378km, h = 42.164 km 6378 km = 35.786 km - “ Góc nhìn” từ vệ tinh xuống đất, góc hợp hai đường thẳng nối từ tâm vệ tinh tiếp tuyến với mặt đất điểm, hình 1.11 Xét tam giác vng AOS Ta có: sin = AO/OS = 6378/42.164, suy ra:  = 8o7 2 = 17o4, tương ứng với góc tâm 2 = 180o - 17o4 = 162o6,  = 81o3 - Vệ tinh địa tĩnh “nhìn thấy” vĩ độ 81 o3 Bắc Nam, với góc ngẩng 0o Như vĩ độ cao 81o3 Bắc Nam khơng “nhìn thấy” vệ tinh địa tĩnh, có nghĩa vùng cực thông tin qua vệ tinh địa tĩnh - Vùng “nhìn thấy” vệ tinh lên mặt đất xác định từ độ dài cung AB 2Re (rad) = 2.6378.1.42 = 18090,98 km Chu vi đất 2.Re = 2.3,14.6378 = 40053,84 km Tỷ số độ dài cung AB chu vi đất 45%, diện tích vùng “nhìn thấy” vệ tinh địa tĩnh 45% diện tích bề mặt đất Trong thực tế thơng tin với vệ tinh yêu cầu góc ngẩng trạm mặt đất phải lớn 0o, thừơng  5o vùng thực tế thơng tin qua vệ tinh địa tĩnh nhỏ 45% diện tích đất Bởi phải có ba vệ tinh địa tĩnh phủ sóng tồn cầu, có vùng hai vệ tinh phủ sóng chồng lấn lên nhau, có nghĩa địa điểm đồng thời thơng tin với hai vệ tinh, cịn vùng cực có vĩ độ khoảng  80o trở lên không thông tin qua vệ tinh địa tĩnh, hình 49 Hình 4: “ Góc nhìn” từ vệ tinh địa tĩnh - Cự ly xa từ vệ tinh đến điểm “nhìn thấy” mặt đất s = r.cos = 42.164cos8o7 = 41.679 km, tương ứng với góc ngẩng o, cự ly ngắn góc ngẩng 90o độ cao bay vệ tinh 35.786 km Thời gian trễ truyền sóng từ trạm mặt đất đến vệ tinh bằng: t = s/c, s cự ly từ trạm mặt đất đến vệ tinh, c vận tốc ánh sáng = 299.792 km/s Khi s lớn thời gian trễ t = 41.679/299.792 = 0,139 s, thời gian trễ ngắn 35.786/299.792 = 0,119 s Khi truyền tín hiệu thoại, thời gian trễ gây ảnh hưởng tới đàm thoại hai chiều Khi người hỏi người trả lời tín hiệu quay trở người hỏi phải đoạn đường bồn lần s, tổng số thời gian trễ tăng lên lần, nghĩa khoảng từ 0,447 s đến 0,556 s Thời gian trễ gây tượng hồi âm, phải có thiết bị đặc biệt để khử hồi âm Bảng 1.1 cho thấy quan hệ số thơng số hình học trạm mặt đất vệ tinh địa tĩnh Trong đó: Re: bán kính đất; s khoảng cách từ vệ tinh đến trạm mặt đất; r bán kính quỹ đạo vệ tinh; E góc ngẩng góc hợp đường thẳng nối từ trạm mặt đất đến vệ tinh với đường tiếp tuyến vơí mặt đất trạm; 0 góc tâm chằn cung từ trạm mặt đất đến điểm chiếu vệ tinh lên mặt đất;  góc nhìn Bảng 1.1: Quan hệ thơng số trạm mặt đất vệ tinh địa tĩnh h  0 s (độ) (độ) (độ) (km) Thời gian (s) Tổn hao (dB) 50 8,700 81,30 41.679 0,139 1,3 8,667 76,33 41.127 0,137 1,2 10 8,567 71,43 40.586 0,135 1,1 15 8,042 66,60 40.061 0,134 1,0 20 8,172 61,83 39.554 0,132 0,9 25 7,880 57,12 39.070 0,130 0,8 30 7,527 52,47 38.612 0,129 0,7 35 7,118 47,88 38.181 0,127 0,6 40 6,654 43,35 37.780 0,126 0,5 45 6,140 38,86 37.412 0,125 0,4 50 5,580 34,42 37.078 0,124 0,3 55 4,977 30,02 36.786 0,123 0,2 60 4.338 25,66 36.520 0,122 0,1 65 3,665 21,33 36.297 0,121 0,1 70 2,966 17,03 36.114 0,120 0,1 75 2,244 12,76 35.971 0,120 0,0 80 1,505 8,49 35.868 0,120 0,0 85 0,755 4,24 35.807 0,119 0,0 90 0,000 0,00 35.786 0,119 0,0 Chỉ cần vệ tinh địa tĩnh phủ sóng tồn cầu hình 1.12 Các thơng số hình học hình 1.13 51 Hình 5: Vị trí ba vệ tinh địa tĩnh phủ sóng tồn cầu Hình ảnh thực tế: Trung tâm Dự báo Thời tiết trực thuộc Cục Hải dương Khí Hoa Kì sử dụng vệ tinh địa tĩnh: GOES-11, GOES-13, MSG-2, Meteosat-7 MTSAT-2 Ảnh: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio 52 Hình 6: Các thơng số hình học trạm mặt đất vệ tinh 2.4 Vận tốc vũ trụ (10’) Mục tiêu: Sau hoạt động, HS nêu cơng thức tính tốc độ vũ trụ cấp Phương pháp dạy học: Dạy học giải vấn đề Định hướng phát triển lực: Năng lực tự học tự chủ Hoạt động GV Chúng ta học vật ném xiên lên độ cao rơi trở lại Trái Đất lực hấp dẫn Trái Đất Vậy nghiên cứu xem vận tốc ném xiên lớn vị trí rơi nào? Nếu tiếp tục tăng vận tốc vật đến giá trị vật khơng rơi trở lại mà chuyển động quanh mặt đất Lúc lực hấp dẫn đóng vai trị lực hướng tâm giữ cho vật quay quanh Trái Đất Vật có khối lượng m ném lên từ Mặt Đất độ lớn vận tốc phải để vật trở thành vệ tinh nhân tạo Trái Đất? Gợi ý: Áp dụng định luật II Niutơn cho vật chuyển động quanh Trái Đất Coi vệ tinh chuyển động quỹ đạo trịn lực đóng vai trị lực hướng tâm? - Vận tốc ta tính vận tốc vũ trụ cấp I GV nêu ý nghĩa vận tốc vũ trụ cấp I vI = 7,9 km/s Sau thơng báo vận tốc vũ trụ cấp II, III : vII = 11,2km/s vIII= 16,7km/s Hoạt động HS Nội dung - Lắng nghe ghi IV - Tốc độ vũ trụ nhận Tốc độ cần thiết để phóng vệ tinh lên quỹ đạo quanh Trái Đất mà không trở Trái Đất gọi tốc độ vũ trụ cấp Giả sử m khối lượng Vệ tinh M khối lượng Trái đất =>Lúc lực hấp dẫn đóng vai trị lực hướng tâm cần thiết giữ cho Vệ tinh chuyển động tròn xung quanh Trái đất Theo định luật II Nitơn, ta có: Fhd = m.aht Suy ra: G.mM/R2=mv2/R Hoặc: mg=mv2/R v = √ gR = √ GM R - Trả lời: −20 24 Lực hấp dẫn đóng = 6,67 10 5,972 10 6378 vai trò lực hướng  v = 7,9.10 (m/s) tâm => Tính tốc độ vũ Là tốc độ vũ trụ cấp I Ký hiệu: vI = 7,9.103 m/s trụ cấp I Nếu vận tốc vệ tinh lớn 7,9.103 m/s vệ tinh có quỹ √ 53 Gv nhận xét cố lại học đạo elip + Với vII = 11,2km/s vận tốc vũ trụ cấp hai Khi đó, vệ tinh trở thành vệ tinh nhân tạo Mặt trời + Với vIII = 16,7km/s vận tốc vũ trụ cấp ba Khi đó, vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo hyperbol thoát khỏi hệ Mặt trời HOẠT ĐỘNG 3: Luyện tập (15’) Mục tiêu: Luyện tập, củng cố nội dung học Nội dung hoạt động: Học sinh làm phiếu tập trắc nghiệm Sản phẩm học tập: Phiếu học tập học sinh Tổ chức hoạt động: GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm phiếu tập trắc nghiệm: l Chọn công thức Gọi a1, a2 là hai bán trụ lớn quỷ đạo hai hành tinh quay quanh mặt trời T1, T2 là chu kì quay hành tinh thì: A.    =   B.     =     C.    =     D.    =     2. Chọn câu sai      A Mọi hành tinh chuyển động quỹ đạo elip với mặt trời tiêu điểm   B Coi quỹ đạo chuyển động hành tinh gần trịn lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh gây gia tốc hướng tâm C Vận tốc để đưa vệ tinh lên quỹ đạo tròn quanh trái đất tốc độ vũ trụ cấp I D Nếu vận tốc đưa vệ tinh lên quỹ đạo lớn tóc độ vũ trụ cấp vệ tinh xa khỏi trái đất theo quỹ đao parabol 3. Một hành tinh quay quanh mặt trời (khối lượng mặt trời M) theo quỹ đạo coi trịn với bán kính R Chu kì quay T hành tinh tính cơng thức sau đây? (trong G số hấp dẫn) A T2 =  54 B T3 =  C T =    R D T =  4. Một vệ tinh chuyển động tròn quanh tâm trái đất cách tâm 6600km với chu kì T = 89 phút Biết số hấp dẫn G = 6,67.1011 A 5.1020kg B 6.1024kg C 3.1025kg D 8.1026kg   Khối lượng trái đất bao nhiêu? 5. Một vệ tinh đặt quỹ đạo trịn có bán kính nửa bán kính quỹ đạo mặt trăng quay xung quanh trái đất Biết chu kì quay mặt trăng xung quanh trái đất 27,5 ngày Chu kì quay vệ tinh xung quanh trái đất bao lâu? A 5,3 ngày B 6,4 ngày C 8,2 ngày D 9,7 ngày 6. Trái đất quay quanh mặt trời vẽ quỹ đạo gần trịn có ban kính trung bình 150 triệu km Biết khối lượng mặt trời l,97.1030kg Lấy G = 6,67.10-11  lâu? A 3,18107s B 7,5210;S C 2831 0KS D 6,4710’S   Chuyển động trái đất quanh mặt trời bao 7. Cùng gia thiết 6, vận tốc trung bình tâm trái đất bao nhiêu? A 15,3 km/s B 29,6 km/s C 34,8 km/s D 67,5 km/s ĐÁP ÁN   1.C 2.D 6.A 7.B 3.A 4.B 5.D   55 HOẠT ĐỘNG 4: Vận dụng (15’) Mục tiêu: Phương pháp dạy học: Dạy học nêu giải vấn đề Định hướng phát triển lực: Năng lực tự chủ - tự học, lực giải vấn đề GV giao bài: Bài 1: Khoảng cách R1 từ Hoả tinh tới Mặt trời lớn 52% khoảng cách R2 Trái đất Mặt trời Hỏi năm Hoả tinh so với năm Trái đất? Bài 2: Tìm khối lượng MT Mặt trời từ dự kiện Trái đất: khoảng cách từ Mặt trời r= 1,5.10 11 m, chu kỳ quay T=365.24.3600≈ 3,15.107 s Cho số hấp dẫn G=6,67.10-11 Nm2/kg2 Bài 3: Mặt trăng vệ tinh trái đất thiết lập cơng thức tính khối lượng trái đất từ bán kính quỹ đạo (coi trịn) mặt trăng chu kì quay mặt trăng quanh trái đất HS: Đọc kỹ đề giải; kết hợp với hướng dẫn GV Giải Bài 1: Ta có: R1 khoảng cách từ Hoả tinh tới Mặt trời R2 khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời Theo đề bài, ta lại có: R1 = 52%.R2 + R2 Gọi T1 năm Hoả tinh T2 năm Trái đất Áp dụng định luật III Keple: 3 3 a1 a2 R1 T = = hay 2 2 T1 T R2 T Suy ra: (T1/T2)2 = (1,52R2/R2)3 = (1,52)3 = 3,5  T1 = 1,87T2 Vậy năm Hoả tinh 1,87 năm Trái đất Bài 2: Vì Fhd Mặt trời tác dụng lên Trái đất đóng vai trị lực hướng tâm Nên ta có: Fht = MTĐ.aht 56 G.MTĐ.MT/r2= MTĐ.(4π2r/T2) ( 3,14 )2 (1,5 1011 )3 4π r = =¿ 2.1030 kg => M T = −11 GT 6,67 10 (3,15.10 ) Bài 3: Gia tốc hướng tâm mặt trăng quanh trái đất: Theo định luật II niuton: Lực lực hấp dẫn: So sánh (1) (2): KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ I Ma trận kiểm tra đánh giá Nội dung Bao gồm mức độ Nhận biết Thông hiểu Vận dụng 1 Vận dụng cao Trường hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn Cường độ trường hấp dẫn TH,VD 57 Ứng dụng cường độ hấp dẫn VD, VDC Thế hấp dẫn hấp dẫn Cường độ trường hấp dẫn Tìm hiểu vũ trụ cấp NB, TH,VD 1 II Đề kiểm tra đánh giá Thời gian: 45 phút Trắc nghiệm (5 điểm) Câu 1: Trái đất chuyển động gần tròn quanh mặt trời vì: A Chuyển động theo qn tính B Mặt Trời Trái Đất tròn C Trái Đất có chuyển động tự quay quanh D Lực hấp dẫn Trái Đất Mặt Trời Câu 2: Phát biểu sau trọng lực sai: A Trọng lực lực hút Trái Đất tác dụng lên vật B Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó C Trọng lực trường hợp riêng lực hấp dẫn D Trọng lực lực hút hai vật Câu 3: Một bóng có khối lượng m nơi có gia tốc g Khối lượng Trái Đất M Kết luận đúng? A B C D Quả bóng hút Trái Đất lực có độ lớn Mg Quả bóng hút Trái Đất lực có độ lớn mg Trái đất hút bóng lực Mg Trái Đất hút bóng lực lớn lực mà bóng hút Trái Đất khối lượng Trái Đất lớn Câu 4: Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng lực hấp dẫn Mặt Trăng tác dụng lên Trái Đất hai lực: A Trực đối C Cùng phương, ngược chiều B Cân D Cùng phương, chiều Câu 5: Nếu bán kính hai cầu đồng chất khoảng cách tâm chúng giảm lần, lực hấp dẫn chúng thay đổi ? 58 A Giảm lần B Giảm 16 lần Câu 6: Điểm đặt trọng lực vào vật là: C Tăng lần D Không thay đổi A Trọng tâm vật B Bề mặt vật Câu 7: Theo thứ tự 1, 2, hình vẽ tương ứng với vận tốc vũ trụ cấp mấy? 1 2 3 Quỹ đạo vệ tinh ứng với tốc độ vũ trụ khác A vI, vII, vIII B vII, vI, vIII C vIII, vII, vI Câu 8: Biểu thức gia tốc rơi tự vật là: A B C D Câu 9: Hai tàu thủy, có khối lượng 50000 cách km So sánh lực hấp dẫn chúng với trọng lượng cân có khối lượng 20 g Lấy g=10 m/s2 A B Lớn Nhỏ C Bằng D Chưa thể kết luận Câu 10: Một vật nằm mặt đất có gia tốc rơi tự 9,8 m/s2 Biết bán kính Trái Đất 6400km Tìm độ cao vật vị trí có gia tốc rơi tự 8,9 m/s2? A 26500 km B 62500 km C 316 km D 5100 km Câu 11:  Biết khoảng cách trung bình giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng Trái Đất lớn khối lượng Mặt Trăng 81 lần Xét vật M nằm đường thẳng nối tâm Mặt Trăng và tâm Trái Đất mà ở đó lực hấp dẫn của Mặt Trăng và của Trái Đất cân bằng So với bán kính Trái Đất khoảng cách từ M đến tâm Trái Đất gấp 59    A 56,5 lần B 54 lần C 48 lần D 32 lần Câu 12: Tìm gia tốc rơi tự nơi có độ cao nửa bán kính trái đất Biết gia tốc trọng trường mặt đất g=10 m/s2 A. 40/9 m/s2 B. 30/4 m/s2 C. 6/10 m/s2 D. 30/9 m/s2 Câu 13: Một vật có m = 10kg đặt mặt đáy có trọng lượng 100N Khi đặt nơi cách mặt đất 3R có trọng lượng bao nhiêu? A. 7,56N B. 6,25N C. 4,25N D. 3,65N Câu 14: Mối liên hệ hệ gia tốc trọng trường độ cao h là: ( ( R R+ h h B g=g 1−2 R A g=g ) ) ( ) ( ) h R+ h h D g=g 2− R C g=g Đáp án: 1-D, 2-D, 3-B, 4-A, 5-B, 6-A, 7-C, 8-C, 9-B, 10-C, 11-B, 12 – A, 13 – B, 14 - B Tự luận (5 điểm): Câu Một vật mặt đất có trọng lượng N Khi đặt vật điểm cách bề mặt Trái Đất khoảng 2R ( với R bán kính Trái Đất) trọng lượng bao nhiêu? Biết gia tốc rơi tự mặt đất g = 10 m/s2.  Câu Một trạm vũ trụ bay quanh Trái Đất quỹ đạo trịn có bán kính R = 1,5R0, động khơng hoạt động a) Tính vận tốc dài chu kì quay trạm b) Động trạm hoạt động thời gian ngắn để tăng vận tốc lên đến cho trạm chuyển sang quỹ đạo elip Cho khoảng cách đến tâm Trái Đất nhỏ R lớn R2, với R2 = 2R1 Tính kì chuyển động trạm quỹ đạo elip chu Biết vận tốc vũ trụ cấp I (km/s); bán kính khối lượng Trái Đất R = 6400km, M = 24 6.10 kg; bỏ qua lực cản khơng khí Câu Trong cầu chì có bán kính R, người ta kht lỗ hình cầu bán kính R/2 60 Tìm lực cầu tác dụng lên vật nhỏ m đường nối tâm hai hình cầu, cách tâm hình cầu lớn đoạn d, biết chưa k 61 ... theo hướng dẫn làm tiểu luận gg classroom, trình bày cụ thể rõ ràng tiến trình hình thành kiến thức có liên quan đến chủ đề Trường hấp dẫn nội dung Trường hấp dẫn ứng với chương trình 2018 cho mơn... quát xếp kiến thức, lời giải thích, phân tích minh họa cách phù hợp, logic - Liệt kê đầy đủ trình bày rõ ràng, dễ hiểu Thể tiến trình hình thành kiến thức vật lí chủ đề Trường hấp dẫn kiến thức liên... đến chủ đề để thấy tiến trình hình thành kiến thức chủ đề Trường hấp dẫn Tuần HĐ1: Tra cứu, tìm kiếm Tìm kiếm Wikipedia Google Scholar , cố Tìm tài tài liệu tham khảo nội dung lịch sử Trường hấp