Урок для 9-го класса. Решение задач по теме Закон всемирного тяготения

Цели урока:

Образовательные:

  • Закрепить знания по предыдущим темам.
  • Закрепить навыки решения задач (расчетных,
    качественных, экспериментальных).
  • Совершенствовать навыки применения формул.
  • Повторить основные физические понятия по
    данной теме.
  • Научить применять знания, полученные на уроке.
  • Показать связь с жизнью, расширять
    межпредметные связи.

Воспитательные:

  • Воспитывать добросовестное отношение к учебе.
  • Прививать навыки как самостоятельной работы,
    так и работы в коллективе.
  • Воспитывать познавательную потребность и
    интерес к предмету.
  • Формировать интерес к предмету, к учебе,
    воспитывать инициативу, творческое отношение.
  • Содействовать формированию представлений об
    общей физической картине мира.
  • Показать объективный характер законов природы.

Развивающие:

  • Развивать способность быстро воспринимать
    информацию и выполнять необходимые задания.
  • Развивать физическое мышление учащихся, их
    творческие способности.
  • Расширять познавательный интерес путем
    привлечения дополнительного материала, а также
    потребности к углублению и расширению знаний.
  • Развивать речевые навыки.
  • Формировать умения выделять главное,
    анализировать, сопоставлять полученные
    результаты, самостоятельно формулировать
    выводы.
  • Развивать умение применять знания в новой
    ситуации.
  • Объяснять наблюдаемые явления.
  • Развивать устную и письменную речи, логическое
    мышление и внимание.
  • Активизировать познавательную деятельность
    через содержание и степень сложности задач.

Этапы урока:

  1. Оргмомент – 1 мин.
  2. Повторение – 10 мин.
  3. Решение задач – 30 мин. + Физкультминутка – 2 мин.
  4. Подведение итогов – 2 мин.

Эпиграф: «В механике примеры и задачи учат
не меньше, чем законы и правила.» И.Ньютон.

Оборудование: портреты И.Ньютона,
Г.Кавендиша, две книги, три шара разного диаметра
и разной массы, гиря на нити, штатив, модель
Солнечной системы.

Ход урока

Учитель: Здравствуйте, дети, садитесь.
Сегодня на уроке мы с вами повторим основные
физические понятия, закрепим знания, полученные
на предыдущих уроках, попробуем объяснить
явления, которые происходят в природе, научимся
применять знания, полученные ранее, закрепим
навыки решения задач.

Зачем вообще изучается любая наука? Чтобы
применять полученные знания на практике. В жизни
проблемы возникают все время, и мы их все время
решаем. Вот, например, проблема: как использовать
свободное время?

Дети рассуждают.

Учитель: Появляется цепочка действий:
проблема – идея – расчеты – практика. Их всегда
проходит человек, решая возникшие перед ним в
жизни задачи. Мы изучили законы Ньютона и закон
всемирного тяготения. Давайте вспомним их:

Как читается первый закон Ньютона?

Ученик: Существуют такие системы отсчета,
относительно которых тела сохраняют свою
скорость неизменной, если на них не действуют
другие тела.

Учитель: Как читается второй закон
Ньютона?

Ученик: Ускорение тела прямо
пропорционально равнодействующей сил,
приложенных к телу, и обратно пропорционально
его массе.

Учитель: Сформулируйте третий закон
Ньютона?

Ученик: Силы, с которыми два тела действуют
друг на друга, равны по модулю и противоположны
по направлению.

Учитель: Чему равна гравитационная
постоянная?

Ученик: G = 6,67·10–11 Н*м2
/кг2.

Учитель: Про гравитационную постоянную
есть даже стихотворение Е.Ефимовского:

Удивительный и странный
По устройству мир земной!
Во всемирной постоянной
Смысл содержится простой:

Притяжения здесь сила
Для двух тел отражена,
Килограмм у каждой было,
Между ними – метр длина.

В каком году открыт закон всемирного тяготения?

Ученик: 1667 году.

Учитель: А теперь переходим к решению
задач.

Разминочные задачи.

  • Притягивается ли к Луне человек, стоящий на
    Земле? К чему он притягивается сильнее: к Луне или
    к Земле? Притягивается ли Луна к этому человеку?

Ученик: Да, притягивается. Притягивается
сильнее к Земле, так как расстояние меньше. Луна
притягивается к человеку.

  • Как и во сколько раз изменится сила тяготения,
    если при неизменном расстоянии массы тел
    возрастут вдвое?

Ученик: Увеличится в 4 раза.

  • Как и во сколько раз изменится сила тяготения,
    если при неизменных массах тел расстояние между
    ними увеличится в 2 раза?

Ученик: Уменьшится в 4 раза

  • Что притягивает к себе с большей силой: Земля –
    Луну или Луна – Землю?

Ученик: Одинаково.

  • Самый крупный камень, извлеченный хирургом из
    желчных путей человека, имел массу 6,29 кг. Какую
    силу приложил врач при его подъёме?

Ученик: 63 Н.

  • Самая тяжелая свинья, выращенная в США в 1933 году,
    имела массу 1157, 5 кг. Сколько человек потребуется,
    чтобы поднять её на весы, если каждый человек
    разовьет усилие 500 Н?

Ученик: 23 человека.

  • В 1987 году механизатор нашел в борозде золотой
    слиток объемом 665,2 см3 и плотностью 19320 кг/м3.
    Какая сила понадобилась ему, чтобы поднять
    слиток с земли?

Ученик: 126 Н.

  • Пусть между двумя деревянными шарами, что лежат
    на столе, сила тяготения равна F. Изменится ли
    численное значение этой силы, если между шарами
    поместить экран?

Ученик: Нет.

  • С какой силой притягиваются друг к другу две
    книги массой 0,2 кг каждая, находящиеся на
    расстоянии 1 м друг от друга?

Ученик: 0,26*10-11Н

  • Солнце притягивает Луну почти в два раза
    сильнее, чем Земля. Почему же мы до сих пор “не
    потеряли” Луну?

Ответ ученика.

  • Между какими двумя из трех шаров сила тяготения
    наибольшая?

2 кг 5 кг 10 кг

Ответ ученика.

  • При облете вокруг Земли “Аполлон – 13” был на
    максимальной высоте 400,187 км, а при облете Луны –
    на высоте 254 км. Как отличались силы притяжения
    объекта к небесным телам?

Ученик: Сила притяжения зависит от
расстояния между телами и их масс. Земля по массе
больше, поэтому сила притяжения больше, чем у
Луны.

Практическое задание: на столе на
штативе висит на нити груз массой 200 г. Вычислите
силу всемирного тяготения.

Упражнение 16 (1) из учебника (работа с
учебником).

Учитель: А теперь мы немного отдохнем.

Физкультминутка.

Давайте, изобразим:

Тела падают, (руки – вверх, вниз).
Приливы и отливы (руки – вправо, влево)
Движение Луны вокруг Земли (круговые движения
руками).

Притяжение друг к другу.

Гравитационная постоянная открыта Генри
Кавендишем – богатым английским лордом. Если бы
эта величина была бы в 100 раз больше, то это
привело бы к тому, что время существования звезд
уменьшилось (и Солнца в том числе), и разумная
жизнь на Земле появиться не успела. Нас бы с вами
не было сейчас.

В результате открытия Ньютона выяснилось, что
множество, казалось бы, разнородных явлений:
падение тел на Земле, видимые движения Луны и
Солнца, отливы и приливы – это проявление закона
всемирного тяготения.

Всемирное тяготение, и только оно, объясняет
устойчивость Солнечной системы, движение планет
и других тел. Луна движется по орбите силами
притяжения Земли, Земля удерживается на своей
траектории силами притяжения солнца. С помощью
закона всемирного тяготения открыты планеты
Уран и Нептун. Поэтому говорят об этих планетах,
что они открыты на “кончике пера”. Благодаря
закону всемирного тяготения точно определяют
место солнечных и лунных затмений.

g= G Mз/ Rз2 – доказал Кавендиш,
который после этого с гордостью заявил, что
“взвесил Землю”.

Учитель: Чтобы вы сделали, если вам на
голову упадет яблоко?

Ответы учеников.

Учитель: А Ньютон не стал есть яблоко, а
задумался и открыл закон всемирного тяготения.

Посмотрите на модель Солнечной системы, вот так
движутся планеты вокруг Солнца. И движение
планет подчиняется закону всемирного тяготения.
Поэтому Земля “не уходит” от Солнца. Между нами
тоже существует тяготение.

Почему мы не замечаем притяжения на
поверхности Земли, хотя говорим, что сила
тяготения – всемирная? Чтобы ответить на этот
вопрос, рассчитаем силу притяжения между двумя
учениками, сидящими за одной партой.

Ученики рассчитывают самостоятельно.

Вывод: эта сила не разорвет даже тончайшей
паутинки. Может ли она быть замечена? (Ответы
учеников).

Учитель: У многих авторов встречаются
научные ошибки, неточности в художественной
литературе. Например, Маленький принц (Экзюпери),
живший на своей планете, мог поместиться только
один сам? Что случится, если сила тяготения
исчезнет?

Обсуждение.

Учитель: Это была бы ужасная катастрофа!
Все полетело бы кувырком. Как у Чуковского:

Что такое, что случилось?
Отчего же все кругом
Завертелось, закружилось
И помчались колесом?
Утюги за сапогами,
Сапоги за пирогами,
Пироги за утюгами,
Кочерга за кушаком –
Все вертится и кружится,
И несется кувырком.

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.

Поставить оценки учащимся.

Спасибо за урок.

Домашнее задание № 145, 146 из
сборника задач Степановой.

Следующий: