Định luật Keple

1 THPT NGUYỄN THỊ MINH KHAI M a r c h 1 6 , 2 0 0 9 BÀI 40 CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC VỆ TINH I.Mục tiêu Kiến thức Kỹ năng 1. Nói được lịch sử ra đời của thuyết “Nhật tâm” và các định luật Kê-Ple 2. Phát biểu nội dung của 3 định luật Kê- Ple 3. Nêu được khái niệm vận tốc vũ trụ và các giá trị của nó • Vận dụng các định luật Kê-Ple để giải thích một vài hiện tượng thiên văn (Nhật thực,Nguyệt thực…) • Vận dụng định luật Ke-ple để giải các bài tập II.Chuẩn bị Chuẩn bị của GV Chuẩn bị của HS • Hình vẽ hệ Mặt trời theo lý thuyết “Địa tâm” • Hình vẽ hệ Mặt trời theo lý thuyết “Nhật tâm” • Hình vẽ hệ thống vệ tinh toàn cầu GPS • Định luật vạn vật hấp dẫn • Các công thức lien quan tới chuyển động tròn III.Tổ chức giảng dạy 1.Hoạt động 1:Giới thiệu bài mới Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung G1:Đặt vấn đề: -Bầu trời:Bầu trời đêm,Bầu trời ban ngày.Ban đêm chúng ta thấy những ngôi sao,Mặt trăng.Ban ngày chúng ta thấy có Mặt trời.Mặt trăng khi mới đầu suất hiện thì bị khuyết,sau 15 ngày thì tròn,Mặt trời thì mọc từ đằng Đông đên giữa trưa ở trên đỉnh đầu và cuối cùng lặn ở đằng Tây.Mặt trời,Mặt trăng và các ngôi sao khác,qua năm này tới năm khác mãi mãi vận động theo cách thức như vậy.Từ quan sát bằng mắt,chúng ta dễ dàng Mặt trời,Mặt trăng,một vài ngôi sao chuyển động có chu kì (so với trái đất)Chuyển động như vậy chỉ có thể là một đường khép kín.Để biết chi tiết hơn chúng ta vào bài học hôm nay H1:Ghi nhận Ban ngày Ban đêm (Cách thức chuyển động của Sun) Sky Su n Su n Su n 2 THPT NGUYỄN THỊ MINH KHAI M a r c h 1 6 , 2 0 0 9 2.Hoạt động 2:Mở đầu Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung G2:Giải quyết vấn đề G3.Lịch sử phát triển của định luật Kê-Ple -Những năm 140 SCN,2 nhà thiên văn học là A-rít-tốt và Ptô-lê-mê đưa ra mô hình “Địa tâm” về vũ trụ.Theo mô hình này thì Trái đất là trung tâm của vũ trụ,các hành tinh và mặt trời quay xung quanh TĐ theo những quỹ đạo tròn.Mô hình này được minh họa bởi hình vẽ sau đây (đưa ra hình vẽ đã chuẩn bị từ nhà) -Sau một thời gian dài,mọi người vẫn tinh vào lý thuyết “Địa tâm”.Cho tới 1543 thì nhà thiên văn Cô-péc-níc cho ra đời một mô hình vũ trụ mới gọi là mô hình “Nhật tâm”.Theo đó Mặt trời là trung tâm của vũ trụ,trái đất và các hành tinh khác chuyển động xung quanh nó theo hình tròn.Lý thuyết này bị các tòa thánh phải đối kịch liệt,cho mãi tới khi Ga-li-lê phát minh ra kính viễn vọng thì lý thuyết này lại càng thêm vững vàng.Và sau nhiều quan sát thực nhiệm,nhà thiên văn người Đức Kê-ple đã mô tả sự chuyển động của các hành tinh thông qua 3 định luật mang tên ông H2:Ghi nhận H3:Ghi nhận 1.Mở đầu a)Giải quyết vấn đề -Quan sát bầu trời,chúng ta có 2 kết luận +Mặt trời chuyển độngCách nhìn của A-rít- tốtMô hình “Địa tâm” +Trái đất chuyển độngCách nhìn của Cô- péc-nícLý thuyết “Nhật tâm” -Chuyển động có tính lặp đi lặp lạiCó chu kỳQuỹ đạo phải là đường khép kínĐẹp nhất là quỹ đạo tròn (Cả A-rít-tốt và Cô- péc-níc đều nghĩ vậy) hoặc elip (Kê-ple đã thấy thế!) b)Lược sử định luật Kê-ple -Những năm 140 SCN.Người ta tin tưởng rằng Trái đất là trung tâm của vũ trụ theo mô hình của Ptô-lê-mê và A-rít-tốt -Sau đó Cô-péc-níc đưa ra thuyết “NHật tâm”,coi Mặt trời là trung tâm vũ trụ.Lý thuyết này càng được củng có bởi các quan sát của Ga-li-lê và sau đó được Kê-ple phát biểu thành 3 định luật mô tả sự chuyển động của các hành tinh quanh mặt trời 3 THPT NGUYỄN THỊ MINH KHAI M a r c h 1 6 , 2 0 0 9 3.Hoạt động 3:Các định luật Kê-ple Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung G4:Yêu cầu Hs đọc phần 2 (SGK-188) sau đó phát biểu 3 định luật Kê-ple G5:Hướng dẫn HS đi chứng minh định luật 3 -Một hành tinh bất kì sẽ chịu tác dụng của những lực nào? (Mặt trời rất chi là to,các hành tinh so với MT thì rất chi là nhỏ).Lực nào là nguyên nhân gây cho hành tinh chuyển động theo quỹ đạo coi như hình tròn? G6:Hướng dẫn HS làm bài tập áp dụng 1 và 2: -Gọi Hs lên tóm tắt đầu bài và giải bài toán -Nhận xét và đánh giá kết quả G7:Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi C1,C2 H4:Học sinh đọc sách,phát biểu 3 định luật Kê-ple H5:Chứng minh định luật Kê- ple H6:Làm bài tập vận dụng 1 và 2: H7:Trả lời các câu hỏi C1,C2 2.Các định luật Kê-ple *Định luật 1:Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo hình Elip mà Mặt trời là một tiêu điểm *Định luật 2:Đoạn thẳng nối Mặt trời và một hành tinh bất kì quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau *Định luật 3:Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau với mọi hành tinh quay quanh Mặt trời +Chứng minh định luật 3: -Lực tác dụng lên một hành tinh là lực hấp dẫn của MT: -Lực hấp đẫn này gây ra gia tốc hướng tâm -Ta được 3.Bài tập áp dụng Bài 1:Theo định luật 3 của Kê- ple Thay số ta được Bài 2:Theo định luật 3 của Kê- ple Thay số và rút rat a được 4 THPT NGUYỄN THỊ MINH KHAI M a r c h 1 6 , 2 0 0 9 4.Hoạt động 4: Hoạt động của GV Hoạt động của Hs Nội dung G8:Đưa ra định nghĩa về vận tốc vũ trụ -Vận tốc vũ trụ là vận tốc cần có của một vật để vật đó chuyển động theo các quỹ đại đường cô-níc mà Trái đất là 1 tiêu điểm G9:Hướng dẫn HS đi tìm vận tốc vũ trụ cấp I -Vật chịu tác dụng của những lực nào?Lực nào gây lên quỹ đạo chuyển động elip-coi như tròn? G10:Yêu cầu HS đọc SGK và cho biết giá trị của các vận tốc vũ trụ cấp II,cấp III H8:Ghi nhận H9:Tìm Tốc độ vũ trụ cấp I H10:Nêu các giá trị tốc độ vũ trụ cấp II,cấp III và ý nghĩa của chúng 4.Vệ tinh nhân tạo.Tốc độ vũ trụ a)Tốc động vũ trụ - Tốc độ vũ trụ là vận tốc cần có của một vật để vật đó chuyển động theo các quỹ đại đường cô-níc mà Trái đất là 1 tiêu điểm b)Các tốc độ vũ trụ *Tốc độ vũ trụ cấp 1: -Lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn của TĐ,lực này làm vật chuyển động tròn quanh TĐ  Thay số ta đc: v I = 7,9 km/s *Tốc độ vũ trụ cấp 2: V II = 11,2 km/s là tốc độ cần thiết để vật cđ theo quỹ đạo hình Parabol *Tốc độ vũ trụ cấp III. V III = 16,7 km/s là tốc độ cần thiết để vật cđ theo quỹ đạo Hypebol 5.Hoạt động 5:Vận dụng và củng cố Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -Giao bài tập về nhà IV:Rút kinh nghiệm giờ dạy ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Giáo sinh Giáo viên hướng dẫn (ký,ghi rõ họ tên) (ký,ghi rõ họ tên) . biểu 3 định luật Kê-ple H5:Chứng minh định luật Kê- ple H6:Làm bài tập vận dụng 1 và 2: H7:Trả lời các câu hỏi C1,C2 2.Các định luật Kê-ple *Định luật 1:Mọi. 2. Phát biểu nội dung của 3 định luật Kê- Ple 3. Nêu được khái niệm vận tốc vũ trụ và các giá trị của nó • Vận dụng các định luật Kê-Ple để giải thích một