Модульный урок по физике в 9 классе по теме" Закон Всемирного тяготения"

Учебный материал с указанием задания

Рекомендации ученику

Время выполнения

УЭ - 1

Тема урока: Закон всемирного тяготения.

Цель урока: изучить закон всемирного тяготения, показать его практическую значимость.

Запиши тему урока.

Познакомьтесь с целью урока.

1 мин.

УЭ - 2

Цель: изучить закон всемирного тяготения.

• Прочитайте текст:

Сегодня мы узнаем о великой силе природы - силе всемирного тяготения. Эта сила не позволяла человеку строить многокилометровые башни (верхние этажи своей тяжестью давили на нижние – строение разрушалось), мосты через широкие реки (чуть прочитывались инженеры - и они с грохотом рушились). Люди завидовали птицам, и лишь в мечтах взмывали в небо. Между тем человек и не подозревал, скольким этой силе обязан. Именно благодаря ей, вокруг Земли существует атмосфера, она собирает воды планеты, образуя моря и океаны. Да и сама Земля удерживается на орбите вокруг Солнца.

А сама Вселенная? И она не устояла бы без силы всемирного тяготения - галактики распались бы. Человек заставил служить себе эту силу. На пути потоков воды человек воздвигал плотины и ставил турбины, человек запустил искусственный спутник Земли, и могучая сила тяготения понесла его именно по расчетному пути.

Как же был открыт закон всемирного тяготения? Немного истории:

1.Знаменитый александрийский астроном Птолемей предложил геоцентрическую систему мира, т.е. в центре находится Земля, а вокруг движутся Солнце, Луна и другие планеты

2.Польский астроном Николай Коперник создал принципиально новую, гелиоцентрическую систему мира. Где в центре мироздания находилось Солнце. Но большинство придерживалось геоцентрической системы.

3.Джордано Бруно, бывший монах, развил систему Коперника и провозгласил о бесконечности Вселенной. За что и был сожжён в 1600г. в Риме на площади Цветов.

4.А Галилео Галилей изготовил телескоп, и с его помощью сделал открытия, подтверждающие справедливость учения Коперника. Но труды Галилея были запрещены церковью, а он сам в течение 9 лет считался “узником инквизиции”.

5. Датский астроном Тихо Браге многие годы наблюдал за движением планет, накопил многочисленные данные и перед смертью передал их своему ученику Иоганну Кеплеру. Поиски точных законов гелиоцентрического мира стали делом всей его жизни. Он открыл три закона движения планет.

6. Но Кеплер не сумел объяснить динамику движения. Почему планеты обращаются вокруг солнца именно по таким законам? На этот вопрос сумел ответить И.Ньютон, используя законы движения, установленные Кеплером, и общие законы динамики. Существует легенда о том, что в открытии закона великому английскому ученому помогло обыкновенное яблоко.

Размышления Ньютона:

Ньютон рассказывал, что мысль о тяготении пришла ему в голову, когда он, погрузившись в думы, сидел в своем саду под яблоней. И вдруг одно яблоко упало.

- Почему яблоко падает всегда вниз? – задавал себе Ньютон очень простой вопрос:- Почему оно падает не в сторону, а всегда к центру Земли? И не только яблоко, все предметы падают по направлению к центру Земли, Существует некая “притягательная сила”, сосредоточенная в Земле. Но тогда эта сила есть в любом предмете: ведь если Земля притягивает яблоко, то и яблоко притягивает Землю! Может быть, сила подобная той, которую мы называем тяжестью, простирается по всей вселенной? И Ньютон начал думать о тяготении, простирающемся до орбиты Луны. Может, оно-то и удерживает Луну на орбите? Ведь если бы на Луну не действовали никакие силы, она двигалась бы по прямой линии, а не по окружности, и давным-давно улетела бы от Земли!

Ньютон произвел первые расчеты. Чтобы объяснить движение Луны, ему пришлось предположить, что сила тяготения Земли убывает с расстоянием. Если расстояние увеличивается в 2 раза, то сила уменьшается в 4 раза, а если расстояние увеличивается в 10 раз, то сила уменьшается в 100 раз (говорят, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояния).

• Запишите кратко историю открытия закона всемирного тяготения.

• Используя §15, ответьте на вопросы и запишите полный ответ в тетрадь:

- Кто и в каком веке открыл закон всемирного тяготения?

- Как читается закон всемирного тяготения?

- Запишите формулу, выражающую закон всемирного тяготения.

- Запишите физический смысл гравитационной постоянной.

- Запишите значение гравитационной постоянной.

Благодаря этому закону были открыты новые планеты.

Выяснилось, что множество явлений представляет проявление одного и того закона:

• движение Луны и других небесных тел;

• возможность вычислить массу Солнца и других тел;

• открытие планет Нептун и Плутон;

• точный расчет солнечных и лунных затмений;

• отливы и приливы.

Несмотря на справедливость и огромное практическое значение закона, остается нерешенным вопрос: какими причинами вызывается гравитационное взаимодействие всех тел. Сам Ньютон говорил: “Не знаю, а гипотез не измышляю”. Окончательно эта загадка не разгадана и сегодня.

• Из §15 выпишите границы применимости данного закона.

• Частным случаем гравитационных сил является сила тяжести. В этом случае закон всемирного тяготения имеет вид:

Где m- масса тела

M- масса Земли

R- радиус Земли

h- высота над поверхностью.

Но F_т=mg, отсюда . Выразите g.

Самостоятельная работа.

3 балла

1 балл

1 балл

1 балл

1 балл

1 балл

3 балла

1 балл

20 мин.

УЭ - 3

Цель: научиться применять полученные знания при решении задач.

Посмотрите примеры решения некоторых задач:

1. Два астероида массой 10т и 30т приблизились друг к другу на расстояние 200м. Какова сила их взаимного гравитационного притяжения?

Дано: СИ Решение:

m₁=10т 10⁴кг , отсюда

m₂=30т 3·10⁴кг =

r = 200м = 5·10^-7Н

Найти:F Ответ: F= 5·10^-7Н.

1. На каком расстоянии сила притяжения двух шариков массами по 1г равна 6,7·10^-17Н?

Дано: СИ Решение:

m₁=1г 10^-3кг , отсюда

m₂=1г 10^-3кг ≈

F = 6,7·10^-17Н ≈ 1м

Найти: r Ответ: r ≈1м.

1. Сила тяготения между двумя шарами 0, 0001Н. Какова масса одного из шаров, если расстояние между их центрами 1м, а масса другого шара 100кг?

Дано: Решение:

m₁=100кг , отсюда

r =1м = 14992кг

F = 0,0001 Н Ответ: m₂= 14992кг

Найти: m₂

• Решите задачи:

1. В 1983 году в Казани построена первая обсерватория. В 1984 году директором этой обсерватории становится Дмитрий Иванович Дубяго, который составил каталог 4218 звёзд, исследовал орбиту спутника Нептуна, создал теорию движения малой планеты Дианы. С какой силой Диана притягивается к Земле, если её масса 3·10¹⁵ кг, а расстояние от Земли до Дианы 2,4·10⁸ км? (масса Земли равна 6·10²⁴ кг).

2)На каком расстоянии сила притяжения двух шариков массами по 3г равна 8·10^-17Н?

3) На какую высоту от поверхности Земли поднялся космический корабль, если приборы отметили уменьшение ускорения свободного падения до 4,9 м/с²?

4) Два шара, находящиеся на расстоянии 1м друг от друга, притягиваются с силами 33,35·10^-10Н. Масса первого шара 10кг. Определите массу второго шара.

Самостоятельная работа.

2 балла

2 балла

3 балла

2 балла

20 мин.

УЭ - 4

Цель: подвести итоги урока.

Прочитайте цели и задачи урока.

Достигли ли Вы поставленной цели?

Критерии оценки:

21- 18 баллов – «5»

17 -15 баллов – «4»

14- 12 баллов – «3»

Менее 12 баллов – «2»

2 мин.

УЭ - 5

Цель: закрепить полученные знания.

Домашнее задание: §15, пересказ, упр. 15 (устно)

2 мин.