9. Cấu trúc của luận văn
2.3.1.Thiết kế tiến trình dạy học bài “Lực hấp dẫn”
Bài 17. LỰC HẤP DẪN A. Mục tiêu, yêu cầu
1. Kiến thức, kĩ năng
- Nêu đƣợc khái niệm về lực hấp dẫn và các đặc điểm của lực hấp dẫn. - Phát biểu và viết đƣợc biểu thức của định luật vạn vật hấp dẫn.
- Viết đƣợc biểu thức tính gia tốc rơi tự do g.
- Hiểu đƣợc rằng hấp dẫn là một đặc điểm của mọi vật trong tự nhiên.
- Giải thích một số hiện tƣợng liên quan nhƣ: sự rơi tự do, chuyển động của các hành tinh, vệ tinh...
- Phân biệt lực hấp dẫn với các loại lực khác nhƣ: lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet,....
- Vận dụng đƣợc các biểu thức để giải các bài toán.
2. Thái độ, tình cảm
- Niềm say mê yêu thích môn Vật lí, chủ động tích cực, trong quá trình học tập xây dựng kiến thức mới.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 50 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- HS có thái độ đúng đắn, nghiêm túc trong học tập và hợp tác trong quá trình hoạt động nhóm.
- HS hăng hái, nhiệt tình tham gia các hoạt động do GV tổ chức, tích cực phát biểu ý kiến xây dựng bài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 51 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
B. Cấu trúc nội dung xây dựng kiến thức
Sơ đồ 2.2: Cấu trúc nội dung xây dựng kiến thức bài “Lực hấp dẫn”
C. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Video về mô hình chuyển động của mặt trăng quanh trái đất, trái đất xung quanh mặt trời.
- 6 bảng phụ + 6 bút dạ.
- Phiếu học tập với nội dung sau:
PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1. a) Tính lực hấp dẫn giữa hai tàu thủy, mỗi tàu có khối lƣợng 50.000 tấn khi
chúng ở cách nhau 0,5 km. Lực đó có làm cho chúng tiến lại gần nhau không ?
b) Tại sao hàng ngày ta không cảm nhận đƣợc lực hấp dẫn giữa ta với các vật xung quanh nhƣ bàn, ghế, tủ...
Câu 2. Khi khối lƣợng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng lên gấp đôi
thì lực hấp dẫn của chúng có độ lớn nhƣ thế nào ? Giải thích? A. Tăng gấp đôi. B. Giảm đi một nửa.
2 h R GM g + Nội dung + Biểu thức + Hình vẽ biểu diễn lực tƣơng tác. + PTDH: Giáo án, máy vi tính, máy chiếu. + PP: Đàm thoại, phát vấn. + HS: Quan sát, trả lời câu hỏi. + PTDH: Giáo án, máy vi tính, máy chiếu, bảng phụ, bút dạ.
+ PP: Nêu vấn đề; Đàm thoại; + HS: Trả lời câu hỏi.
+ PTDH: Giáo án, máy vi tính, máy chiếu.
+ PP: Đàm thoại, phát vấn. + HS: Quan sát, trả lời câu hỏi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN TRƢỜNG HẤP DẪN. TRƢỜNG TRỌNG LỰC BIỂU THỨC CỦA GIA TỐC RƠI TỰ DO
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 52 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
C. Tăng lên gấp 4. D. Giữ nguyên nhƣ cũ.
Câu 3. Viết biểu thức tính lực hấp dẫn giữa hai vật trong hình vẽ sau:
2. Học sinh
Ôn lại kiến thức về sự rơi tự do và trọng lực
D. Tiến trình hoạt động dạy học 1. Ổn định tổ chức
2. Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi: Thế nào là sự rơi tự do? Nêu đặc điểm của chuyển động rơi tự do của một
vật? Giá trị của gia tốc rơi tự do phụ thuộc những yếu tố nào?
Trả lời: Sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực. Chuyển
động rơi tự do của một vật là chuyển động nhanh dần đều, theo phƣơng thẳng đứng, hƣớng xuống dƣới.
- Giá trị của gia tốc rơi tự do phụ thuộc vĩ độ địa lý, độ cao và cấu trúc địa lý nơi đo.
3. Bài mới
Tình huống: Chúng ta đã biết chuyển động rơi tự do của một vật là chuyển động nhanh dần đều, theo phƣơng thẳng đứng, hƣớng xuống dƣới. Giá trị của gia tốc rơi tự do phụ thuộc vĩ độ địa lý, độ cao và cấu trúc địa lý nơi đo.
Tại sao g lại phụ thuộc những yếu tố đó? Để giải đáp thắc mắc trên, chúng ta cùng tìm hiểu bài học ngày hôm nay. Bài “ Lực hấp dẫn”
m1
m2
R1 l R2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 53 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hoạt động 1: Hình thành kiến thức về “ Định luật vạn vật hấp dẫn”
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV: Điều gì khiến cho các vật rơi về
phía trái đất?
GV giới thiệu những cơ sở dẫn đến ý tƣởng của Niu-tơn.
Khi quan sát quả táo rơi, Niu-tơn tự đặt câu hỏi: vì sao quả táo bao giờ cũng rơi xuống đất theo đƣờng dây rọi, tại sao nó không rơi lệch đi mà bao giờ cũng hƣớng vào tâm trái đất? Ngoài ra, dựa trên nghiên cứu chuyển động của mặt trăng quanh trái đất và của các hành tinh quanh mặt trời mà Niutơn đƣa tới nhận định: Mọi vật trong tự nhiên đều hút nhau với một lực đƣợc gọi là lực hấp dẫn. Nhờ các suy luận và quan sát thực tế, Niu-tơn đã khái quát hoá và đƣa ra định luật vạn vật hấp dẫn.
GV yêu cầu HS tự nghiên cứu nội dung
định luật trong SGK.
HS: Do trái đất hút các vật về phía nó.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
HS đọc nội dung định luật vạn vật hấp
dẫn trong SGK.
Lực hấp dẫn giữa hai vật coi như chất điểm) tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ;lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 54 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV: Từ nội dung của định luật, chúng
ta có thể viết biểu thức của định luật nhƣ thế nào?
Để thay cho dấu ~, ngƣời ta có thể viết nhƣ sau
Hệ số tỉ lệ G là một hằng số chung cho mọi vật, gọi là hằng số hấp dẫn. Vào năm 1798, nhà bác học ngƣời Anh Cavenđisơ đã dùng một cân xoắn rất nhạy để đo lực hấp dẫn giữa hai quả cầu. Mỗi vật M hút vật m ở gần nó làm cho thanh AB quay, dây treo bị xoắn. Dựa vào góc quay của AB, ông xác định đƣợc lực hấp dẫn, từ đó xác định đƣợc G.
Giá trị của G ta thƣờng dùng là G = 6,67.10-11N.m2/kg2
GV: Các em hãy biểu diễn véc tơ lực hấp dẫn giữa hai vật trên hình vẽ.
HS ghi biểu thức của định luật:
Trong đó:
m1, m2: khối lƣợng của hai vật (kg) r : khoảng cách giữa hai vật (m) Fhd: lực hấp dẫn giữa hai vật (N)
G = 6,67.10-11N.m2/kg2: hằng số hấp dẫn 1 em HS lên bảng biểu diễn, các em khác tự biểu diễn trên giấy nháp.
Trả lời: Trƣờng hợp các vật có kích thƣớc lớn, là các quả cầu đồng tính thì khoảng cách giữa chúng là khoảng cách giữa tâm hai quả cầu.
m1 F12 m B M M A m m2 r F21
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 55 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Trong trƣờng hợp các vật có kích thƣớc lớn, là các quả cầu đồng tính thì khoảng cách giữa chúng đƣợc xác định nhƣ thế nào?
GV trình chiếu hình ảnh chuyển động của Mặt trăng quanh Trái đất và của Trái đất xung quanh mặt trời.
Hoạt động 2: Thiết lập biểu thức của gia tốc rơi tự do
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Lực hấp dẫn do trái đất tác dụng lên một vật gọi là trọng lực của vật đó (thật ra, ngoài lực hấp dẫn của trái đất, còn có lực thành phần khác tạo thành trọng lực của vật. Trong bài này ta tạm bỏ qua thành phần đó. Cuối chƣơng ta sẽ xét đầy đủ hơn).
Nhƣ vậy, các em hãy viết công thức tính lực hấp dẫn do Trái đất tác dụng lên một vật có khối lƣợng m ở độ cao h so với mặt đất nếu coi Trái Đất là quả cầu đồng chất có bán kính R, khối lƣợng M? – Biểu thức liên hệ của trọng lực với khối lƣợng của vật ?
– Từ hai biểu thức trên, các em hãy tìm biểu thức của g?
GV chia lớp thành 6 nhóm, trả lời câu hỏi:
Nhóm 1,2: Biểu diễn véc tơ lực do trái
Viết công thức: 2 hd h R mM G F HS nhớ lại: Fhd = P = mg HS suy ra: gia tốc rơi tự do
2 h R GM g (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 56 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hoạt động 3: Tìm hiểu về trƣờng hấp dẫn, trƣờng trọng lực
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV yêu cầu HS đọc SGK để tự tìm hiểu
thông tin về trƣờng hấp dẫn, trƣờng trọng lực.
– Từ biểu thức tính g, các em có nhận xét gì về đặc điểm của trọng trƣờng khi gây ra gia tốc cho vật ?
HS tự đọc SGK và rút ra:
Xung quanh mỗi vật đều có một trƣờng hấp dẫn. Mỗi vật luôn tác dụng lực hấp dẫn lên các vật quanh nó.
Trƣờng hấp dẫn do Trái đất gây ra xung quanh nó gọi là trƣờng trọng lực (hay trọng trƣờng).
HS thảo luận rút ra:
Nếu nhiều vật khác nhau lần lƣợt đặt tại cùng một điểm thì trọng trƣờng gây cho chúng cùng một gia tốc rơi tự do g nhƣ nhau.
đất tác dụng lên một vật ở độ cao h?
Nhóm 3,4: Nhận xét sự phụ thuộc độ cao của gia tốc rơi tự do? Giải thích? Nhóm 5,6: Biểu thức tính gia tốc rơi tự do cho các vật ở gần mặt đất?
GV yêu cầu các nhóm khác nhận xét phần trình bày của nhóm bạn.
Nhóm 1,2: Biểu diễn đƣợc trọng lực tác dụng lên vật.
Nhóm 3,4: Càng lên cao, h càng tăng thì g càng giảm. Nhóm 5,6: Do ở gần mặt đất h << R nên có thể bỏ qua h => 2 R GM g
Sau khi thảo luận nhóm xong, thƣ ký các nhóm sẽ viết phần trình bày vào bảng phụ và treo kết quả lên bảng. HS tự nhận xét phần trình bày của nhóm bạn. R P h m
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 57 http://www.lrc-tnu.edu.vn/
GV: Do g là một đại lƣợng đặc trƣng cho trọng trƣờng tại mỗi điểm nên nó còn đƣợc gọi là gia tốc trọng trường.
GV yêu cầu HS tự nghiên cứu SGK để
trả lời câu hỏi: tại sao trong một không gian hẹp có thể coi nhƣ vectơ g
có hƣớng và độ lớn nhƣ nhau?
g là một đại lƣợng đặc trƣng cho trọng trƣờng tại mỗi điểm.
HS hoạt động độc lập để hiểu nguyên
nhân tại sao trong một không gian hẹp có thể coi nhƣ vectơ g
có hƣớng và độ lớn nhƣ nhau. HS thấy đƣợc trọng trƣờng nhƣ vậy gọi là trọng trƣờng đều.
Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hƣớng nhiệm vụ học tập tiếp theo [13],[24]
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV phát phiếu học tập cho HS. Yêu cầu
HS làm việc theo nhóm. Viết câu trả lời vào bảng phụ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GV nhận xét nhóm nào hoàn thành xuất
sắc nhất.
GV giao nhiệm vụ về nhà:
- Các em ôn tập những kiến thức sau: + Các công thức về tọa độ và vận tốc của chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều.
+ Đồ thị của hàm số bậc hai. + Định luật II Niu-tơn.
- Nghiên cứu trƣớc bài “Chuyển động của vật bị ném”
Các nhóm hoàn thành yêu cầu của GV.
Các nhóm sẽ nhận xét câu trả lời của nhóm bạn đã đúng chƣa? đầy đủ chƣa? Có bổ sung hay chỉnh sửa ở chỗ nào?
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập - Ghi nhiệm vụ về nhà:
+ Học bài
+ Trả lời câu hỏi 1; 2; 3; 4 trang 78 SGK.
+ Làm các bài tập từ 1 đến 7 trang 78- 79 SGK và 2.18; 2.19; 2.21; 2.22 SBT. + Đọc trƣớc bài “Chuyển động của vật bị ném”
E. Đánh giá kết quả học tập
... ...
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 58 http://www.lrc-tnu.edu.vn/