Chuyen de kntt bai 2 cuong do truong hap dan (1)

Tiết: BÀI CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG HẤP DẪN I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu định nghĩa, biểu thức độ lớn cường độ trường hấp dẫn - Nêu số tượng đơn giản trường hấp dẫn - Viết biểu thức tính cường độ trường hấp dẫn điểm bên vật hình cầu đồng chất - Nêu đặc điểm đường sức trường hấp dẫn - Biết độ lớn cường độ trường hấp dẫn vị trí gần bề mặt Trái Đất, phạm vi độ cao không lớn lắm, số Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù mơn học - Làm tập tính độ lớn cường độ trường hấp dẫn Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời vật có dạng hình cầu đồng chất - Nhận biết tượng đơn giản có xuất trường hấp dẫn - Giải thích cường độ trường hấp dẫn điểm gần mặt đất có giá trị khơng đổi Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập mơn Vật lý - Có u thích tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học - Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèm hình ảnh video liên quan đến nội dung học - Phiếu học tập, Phiếu ghi bài, học liệu liên quan học PHIẾU HỌC TẬP SỐ Quan sát Mơ tương tác hấp dẫn vật có khối lượng M vật có khối lượng m đặt cách khoảng r trả lời câu hỏi sau: Câu Viết biểu thức tính lực hấp dẫn M tác dụng lên m? Câu Nhận xét đại lượng ⃗ F hd m phụ thuộc vào yếu tố nào? PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu Từ khái niệm cường độ trường hấp dẫn rút biểu thức tính cường độ trường hấp dẫn điểm bên ngồi cầu vật có dạng hình cầu đồng chất nêu đơn vị cường độ trường hấp dẫn Câu Tính tỉ số cường độ trường hấp dẫn Trái Đất gây điểm tâm Mặt Trăng cường độ trường hấp dẫn Mặt Trăng gây điểm tâm Trái Đất Biết bán kính Trái Đất 3,67 lần bán kính Mặt Trăng Giải thích lực hấp dẫn Trái Đất Mặt Trăng PHIẾU HỌC TẬP SỐ Quan sát Hình 2.2, Hình 2.3 Hình 2.4 trả lời câu hỏi sau: Câu Nêu đặc điểm vectơ cường độ trường hấp dẫn ⃗g ? Câu Nêu đặc điểm đường sức trường hấp dẫn ? Câu So sánh cường độ trường hấp dẫn điểm A B Hình 2.2 ? Câu Nhận xét trường hấp dẫn vùng không gian gần mặt đất PHIẾU HỌC TẬP SỐ Xem Trái Đất có dạng hình cầu đồng điểm mặt cầu cách tâm Trái Đất trả lời câu hỏi sau: Câu Viết biểu thức tính độ lớn cường độ trường hấp dẫn điểm cách bề mặt Trái Đất đoạn h ? Câu Từ biểu thức tính độ lớn cường độ trường hấp P dẫn biểu thức gia tốc rơi tự điểm gần mặt đất g0 =G M TĐ R =9,81 m/s , chứng tỏ xét vị trí gần mặt đất có độ cao h nhỏ so với R cường độ trường hấp dẫn số Xác định giá trị cường độ trường hấp dẫn Câu Từ kết thu câu chứng tỏ rằng: Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vật F hd=m ⃗g , lực hướng gần mặt đất có độ lớn ⃗ K M Mức độ Nhận biết Thông hiểu PHIẾU HỌC TẬP SỐ Nội dung Câu Một vật có khối lượng m, độ cao h so với mặt đất Gọi M khối lượng Trái Đất, G số hấp dẫn R bán kính Trái Đất Độ lớn cường độ trường hấp dẫn vị trí đặt vật là: GM GmM A g= B g= ( R+h ) R2 GM GM C g= D g= ( R+h ) R Câu Đơn vị đo số hấp dẫn G A kgm/s2 B Nm2/kg2 C m/s D Nm/s Câu Một viên đá nằm yên mặt đất, lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng vào hòn đá có giá trị A lớn trọng lượng hòn đá C trọng lượng hòn đá B nhỏ trọng lượng hòn đá D Câu Phát biểu sau đúng: A Càng lên cao cường độ trường hấp dẫn nhỏ B Trọng lực tác dụng lên vật tỉ lệ với trọng lượng vật C Trọng lượng vật không phụ thuộc vào trạng thái chuyển động vật D Để xác định trọng lực tác dụng lên vật người ta dùng lực kế Câu Cường độ trường hấp dẫn vật lên cao A khơng thay đổi B giảm tăng C tăng D giảm Câu Cường độ trường hấp dẫn đại lượng A đặc trưng cho trường hấp dẫn điểm xét phương diện tác dụng lực B đặc trưng cho trường hấp dẫn điểm xét C đặc trưng cho trường hấp dẫn phương diện tác dụng lực D đặc trưng cho lực hấp dẫn tác dụng vào vật điểm xét Câu Một cam có khối lượng m nơi có cường độ trường hấp dẫn g Khối lượng Trái Đất M Kết luận sau đúng? A Quả cam hút Trái Đất lực có độ lớn Mg B Quả cam hút Trái Đất lực có độ lớn mg C Trái Đất hút cam lực có độ lớn Mg D Trái Đất hút cam lực lớn lực mà cam hút Trái Đất khối lượng Trái Đất lớn Câu Tại nhà du hành vũ trụ mặc áo nặng Mặt Trăng di chuyển dễ dàng? A Nhà du hành vũ trụ khỏe mạnh B Bộ đồ tháo rời để mang phần C Lực hấp dẫn Mặt Trăng tác dụng lên nhà du hành vũ trụ nhỏ lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên nhà du hành vũ trụ D Cả ba đáp án sai Câu Biết R bán kính Trái Đất, g cường độ trường hấp dẫn bề mặt Trái Đất G số hấp dẫn Khối lượng Trái Đât là: Rg2 A M = R B M = ¿ G Rg gR C M = D M = G G Câu 10 Độ lớn cường độ trường hấp dẫn Trái Đất sinh phụ thuộc vào A số hấp dẫn G.B khối lượng Trái Đất C bán kính Trái Đất D độ cao vật so với bề mặt Trái Đất Vận dụng Câu 11 Một vật mặt đất có trọng lượng N Khi điểm cách tâm Trái Đất 3R (R bán kính trái đất) có trọng lượng A 81 N B 27 N C N D N Câu 12 Cường độ trường hấp dẫn mặt đất go =9,8 m/s Cường độ trường hấp R dẫn độ cao h= (với R bán kính Trái Đất) có giá trị A 2,45m/s2 B 4,36m/s2 C 4,8m/s D 22,05m/s2 Câu 13 Ở mặt đất, vật có trọng lượng 10 N Nếu chuyển vật độ cao cách Trái Đất khoảng R (R bán kính Trái Đất) trọng lượng vật A N B 2,5 N C N D 10 N Vận Câu 14 Biết cường độ trường hấp dẫn đỉnh chân núi dụng 9,809 m/s2 9,810 m/s Coi Trái Đất đồng chất chân núi cách tâm Trái Đất cao 6370 km Chiều cao núi A 324,7 m B 640 m C 649,4 m D 325m Câu 15 Coi khoảng cách trung bình tâm Trái Đất tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng Mặt Trăng nhỏ khối lượng Trái Đất 81 lần Xét vật M nằm đường thẳng nối tâm Trái Đất tâm Mặt Trăng mà có lực hấp dẫn Trái Đất Mặt Trăng cân So với bán kính Trái Đất, khoảng cách từ M đến tâm Trái Đất gấp A 56,5 lần B 54 lần C 48 lần D 32 lần Câu 16 Kim tinh (còn gọi Thái Bạch, Hôm Mai) gọi “hành tinh sinh đơi” với Trái Đất khối lượng, kích thước gần giống với Trái Đất Biết Trái Đất Kim Tinh có đường kính 12740 km 12090 km Khối lượng Kim Tinh 81,5% khối lượng Trái Đất Tính cường độ trường hấp dẫn bề mặt Kim Tinh? Biết cường độ trường hấp dẫn bề mặt Trái Đất có giá trị gT = 9,81 m/s2 A 13,37 m/s2 B 8,88 m/s2 C 7,20 m/s D 1,67 m/s2 Câu 17 Biết bán kính Trái Đất 6400km Một cầu khối lượng m Để trọng lượng cầu ¼ trọng lượng mặt đất phải đưa lên độ cao h A 1600km B 3200km C 6400km D 12600km Câu 18 Cho cường độ trường hấp dẫn bề mặt Trái Đất 9,8m/s 2, tính cường độ trường hấp dẫn bề mặt Hỏa Biết khối lượng Hỏa 10% khối lượng Trái Đất bán kính Hỏa 0,53 bán kính Trái Đất A 3,49m/s2 B 9,7m/s2 C 3,54m/s D 9,89m/s2 Câu 19 Bán kính Trái Đất 6400km, cường độ trường hấp dẫn bề mặt Trái Đất 9,83m/s2 Tính độ cao mà cường độ trường hấp dẫn 9,56m/s2 A 58km B 59km C 59,5km D 58,5km Câu 20 Coi khoảng cách trung bình tâm Trái Đất tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng Mặt Trăng nhỏ khối lượng Trái Đất 81 lần Xét vật M nằm đường thẳng nối tâm Trái Đất tâm Mặt Trăng mà có lực hấp dẫn Trái Đất Mặt Trăng cân So với bán kính Trái Đất, khoảng cách từ M đến tâm Trái Đất gấp o A 56,5 lần B 54 lần o C 48 lần D 32 lần Học sinh - Xem lại nội dung Định luật vạn vật hấp dẫn khái niệm trường hấp dẫn - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình học tập a Mục tiêu: - Kích thích tò mò nhận biết cần thiết việc tính Cường độ trường hấp dẫn b Nội dung: HS tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: HS nhận thức vấn đề cần nghiên cứu d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - GV kiểm tra cũ trò chơi Đào Vàng với câu hỏi liên quan (GV cho HS ghi đáp án lên bảng con/bảng nhóm/bảng lớn): Câu Viết biểu thức tính lực hấp dẫn Trái Đất (khối lượng M , bán kính R) vật (khối lượng m) nằm cách mặt đất khoảng h Mm Đáp án: F h d=G (r + h)2 Câu Một chất điểm có khối lượng kg sát mặt đất Biết khối lượng Trái Đất mTĐ =5,97 ∙10 24 kg, bán kính Trái Đất RTĐ =6,371 ∙10 m, số hấp dẫn G=6,67∙ 10−11 N ∙ m2 ∙ kg−2 Tính lực hấp dẫn Trái Đất vật Đáp án: F ≈ 19,62 N Câu Một chất điểm có khối lượng kg cách mặt đất km Biết khối lượng Trái Đất m TĐ =5,97 ∙10 24 kg , bán kính Trái Đất RTĐ =6,371 ∙10 m , số hấp dẫn G=6,67∙ 10−11 N ∙ m2 ∙ kg−2 Tính lực hấp dẫn Trái Đất vật Đáp án: F ≈ 19,60 N Câu Nhận xét lực hấp dẫn Trái Đất vật (ở câu 2) (ở câu 3) Đáp án: Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vật có độ lớn khác đặt vật điểm đặt khác Bước - Học sinh thực nhiệm vụ - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước - HS trình bày đáp án - Các HS khác nhận xét, bổ sung Bước - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - GV đưa tình mở đầu tạo hứng thú cho HS: Trong trường hấp dẫn gần mặt đất, vật lực hấp dẫn tác dụng lên điểm khác có độ lớn khác cường độ trường hấp dẫn điểm đặt vật khác Vậy cường độ trường hấp dẫn gì, xác định nào? Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu khái niệm cường độ trường hấp dẫn a Mục tiêu: HS nêu khái niệm cường độ trường hấp dẫn đặc điểm vec tơ cường độ trường hấp dẫn b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: I KHÁI NIỆM CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG HẤP DẪN  Cường độ trường hấp dẫn đại lượng đặc trưng cho trường hấp dẫn phương diện tác dụng lực lên vật có khối lượng đặt trường hấp dẫn ⃗g= ⃗ F hd m d Tổ chức thực Bước thực Nội dung bước Bước - GV cho HS quan sát Mô phỏng/hình ảnh tương tác hấp dẫn vật có khối lượng M vật có khối lượng m đặt cách khoảng r - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành yêu cầu Phiếu học tập số Bước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện mời nhóm trình bày Kết Phiếu học tập số Câu Mm F hd=G r ⃗ F Câu Đại lượng hd không phụ thuộc vào m mà phụ thuộc vào M m Câu Cường độ trường hấp dẫn đại lượng đặc trưng cho trường hấp dẫn phương diện tác dụng lực lên vật có khối lượng đặt trường hấp dẫn ⃗ F ⃗g= hd m - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - GV tổng kết kiến thức hoạt động 2.1 Hoạt động 2.2: Tìm hiểu cường độ trường hấp dẫn a Mục tiêu: - HS nắm biểu thức cường độ trường hấp dẫn vận dụng biểu thức vào giải tập liên quan - HS nắm đặc điểm đường sức trường hấp dẫn b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: II CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG HẤP DẪN Biểu thức cường độ trường hấp dẫn GM Biểu thức tính cường độ trường hấp dẫn g= r G số hấp dẫn Trong M khối lượng vật r khoảng cách từ điểm xét đến tâm vật Lực hấp dẫn tác dụng lên vật có khối lượng m đặt điểm trường hấp dẫn có cường độ ⃗g ⃗ P=m⃗g Đường sức trường hấp dẫn + Vectơ cường độ trường hấp dẫn: −điểm đặt :tại điểm xét − phương : đường thẳngnối từ tâm vật đến điểm xét ⃗g −chiều :hướng vào tâm vật GM −độ lớn :g= r + Các đường sức biểu diễn trường hấp dẫn đường thẳng từ vô hướng vào tâm vật  Càng gần vật, cường độ trường hấp dẫn lớn, nên đường sức vẽ mật độ dày  Càng xa vật, cường độ trường hấp dẫn bé, nên đường sức vẽ mật độ thưa + Đối với vật có dạng hình cầu đồng có khối lượng phân bố đối xứng cầu xét trường hấp dẫn điểm ngồi cầu ta xem khối lượng tập trung tâm + Trường hấp dẫn khoảng không gian nhỏ xem trường hấp dẫn (có đường sức đường thẳng song song) { d Tổ chức thực + Tìm hiểu Biểu thức cường độ trường hấp dẫn Bước thực Nội dung bước Bước - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành yêu cầu Phiếu học tập số theo nhóm Bước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày câu hỏi Phiếu học tập số GM Câu Biểu thức tính cường độ trường hấp dẫn g= r −11 N ∙m G=6,67∙ 10 Trong số hấp dẫn kg M khối lượng vật (kg) r khoảng cách từ điểm xét đến tâm vật (m) glà cường độ trường hấp dẫn (m/s 2) Câu Bước + Cường độ trường hấp dẫn Trái Đất gây điểm tâm Mặt Trăng: G M TĐ G M TĐ gTĐ = = r2 ( r TĐ + r MT ) + Cường độ trường hấp dẫn Mặt Trăng gây điểm tâm Trái Đất: G M MT G M MT g MT = = r2 ( r TĐ +r MT ) gTĐ M TĐ = ≠1 Tỉ số g MT M MT G M TĐ M MT + Lực hấp dẫn Trái Đất Mặt Trăng: F= ( r TĐ + r MT ) G M MT M TĐ ' + Lực hấp dẫn Mặt Trăng Trái Đất: F = ( r MT + r TĐ ) F Tỉ số ' =1 F - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - GV tổng kết kiến thức hoạt động + Tìm hiểu Đường sức trường hấp dẫn Bước thực Nội dung bước Bước - GV cho HS Quan sát Hình 2.2, Hình 2.3 Hình 2.4 - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành yêu cầu Phiếu học tập số Bước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày câu hỏi Phiếu học tập số Câu Các đặc điểm vectơ cường độ trường hấp dẫn: −điểm đặt :tại điểm xét − phương : đường thẳng nối từ tâm vật đến điểm xét ⃗g −chiều :hướng vào tâm vật GM −độ lớn :g= r Câu Các đường sức biểu diễn trường hấp dẫn đường thẳng từ vô hướng vào tâm vật  Càng gần vật, cường độ trường hấp dẫn lớn, nên đường sức vẽ mật độ dày  Càng xa vật, cường độ trường hấp dẫn bé, nên đường sức vẽ mật độ thưa Câu Cường độ trường hấp dẫn điểm A lớn cường độ trường hấp dẫn điểm B Câu Trường hấp dẫn khoảng không gian nhỏ gần mặt đất trường hấp dẫn (có đường sức đường thẳng song song) - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - GV tổng kết kiến thức hoạt động { Hoạt động 2.3: Tìm hiểu Cường độ trường hấp dẫn Trái Đất a Mục tiêu: HS nắm biểu thức cường độ trường hấp dẫn Trái Đất vận dụng biểu thức vào giải tập liên quan b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: III CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG HẤP DẪN CỦA TRÁI ĐẤT Độ lớn cường độ trường hấp dẫn Trái Đất gây điểm cách mặt đất độ cao h: M TĐ g=G ( RTĐ + h ) M TĐ ≈ 9,81 m/ s2  Tại bề mặt Trái Đất: g0 =G RTĐ  Càng xa tâm Trái Đất cường độ trường hấp dẫn giảm d Tổ chức thực Bước thực Nội dung bước Bước - GV gợi ý HS: Xem Trái Đất có dạng hình cầu đồng điểm mặt cầu cách tâm Trái Đất - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành yêu cầu Phiếu học tập số Bước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày câu hỏi Phiếu học tập số Câu Độ lớn cường độ trường hấp dẫn Trái Đất gây điểm cách mặt đất độ cao h: M TĐ g=G ( RTĐ + h ) M TĐ Câu Ta có: g=G ( RTĐ + h ) M TĐ ≈ 9,81 m/ s Khi vật gần mặt đất ( h ≈ ) g0 =G RTĐ Câu Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vật gần mặt đất ( h ≈ ) : mM TĐ F hd=G RTĐ2 M TĐ F hd=m ⃗g Mà g=G suy ⃗ RTĐ F hd ↑ ↑ ⃗g , nên ⃗ F hd hướng vào tâm Trái Đất Vì ⃗g hướng vào tâm Trái Đất, mà ⃗ - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - GV tổng kết kiến thức hoạt động 2.3 Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: HS hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập định tính liên quan đến cường độ trường hấp dẫn b Nội dung: tham gia trò chơi trả lời câu hỏi TNKQ c Sản phẩm: Câu trả lời câu hỏi d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - Giáo viên hệ thống lại kiến thức cần ghi nhớ, yêu cầu HS hệ thống Bước Bước Bước thông qua sơ đồ tư - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Cho học sinh tham gia trò chơi: “Siêu cầu thủ nhí” với nội dung câu hỏi phiếu học tập số – phần nhận biết - Học sinh thực nhiệm vụ cá nhân - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Báo cáo kết thảo luận - Đại diện cá nhân trả lời câu hỏi - Học sinh khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời bạn - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh nhấn ô nhận quà để trao quà cho bạn HS Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Làm tập SGK Vận dụng kiến - Làm tập GV giao nhà phần còn lại Phiếu học tập số thức Nội dung 2: - Tìm hiểu thêm Cường độ trường hấp dẫn Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời Mở rộng vật thể có dạng hình cầu đồng Nội dung 3: - Ôn lại kiến thức Cường độ trường hấp dẫn Chuẩn bị cho - Xem trước tiết sau 10