Гравитационные силы. Ускорение свободного падения (презентация)

В древности люди считали Землю плоскостью, на которую опирается небесный свод…

В XIII – XVI веках источником всех знаний о природе были сочинения Аристотеля и греческого астронома Птолемея.

В 1543 году  польский ученый Николай Коперник разработал новую систему мира. Он изложил ее в книге «Об обращении небесных сфер».

1610 год. Галилео Галилей изобрел зрительную трубу, позволившую раздвинуть «стены» мира.

Тихо Браге (1546 – 1601)

Его работы по разработке астрономических инструментов и измерений местоположений звезд стали основой для будущих открытий.

Оставил все свои данные наблюдений на Иоганна Кеплера, его ученика и ассистента в течение ряда последних лет.

Иоганн Кеплер (1571—1630)

Используя идею Коперника о гелиоцентрической системе и результаты наблюдений астронома Тихо Браге, Кеплер установил законы движения планет вокруг Солнца.

Но он не сумел объяснить динамику движения.

Урок физики «Гравитационные силы. Ускорение свободного падения» 9-10 класс. Игнатова Е.С. Учитель физики МБОУ СОШ № 16 г.Кропоткин Краснодарский край

Гравитационные силы. Ускорение свободного падения

В древности люди считали Землю плоскостью, на которую опирается небесный свод…

В XIII – XVI веках источником всех знаний о природе были сочинения Аристотеля и греческого астронома Птолемея.

В 1543 году польский ученый Николай Коперник разработал новую систему мира. Он изложил ее в книге «Об обращении небесных сфер».

1610 год. Галилео Галилей изобрел зрительную трубу, позволившую раздвинуть «стены» мира.

Тихо Браге

(1546 – 1601 )

Его работы по разработке астрономических инструментов и измерений местоположений звезд стали основой для будущих открытий. Оставил все свои данные наблюдений на Иоганна Кеплера, его ученика и ассистента в течение ряда последних лет.

Иоганн Кеплер

(1571—1630)

Используя идею Коперника о гелиоцентрической системе и результаты наблюдений астронома Тихо Браге, Кеплер установил законы движения планет вокруг Солнца. Но он не сумел объяснить динамику движения.

Исаак Ньютон (1643-1727)

1687 год – публикация книги «Математические принципы натуральной философии»

1).Гравитационные силы

1667 г. И. Ньютон

Астрономические Тела, обладающие массой ,

наблюдения, опыты. притягиваются друг к другу

силами, которые называют

гравитационными .

F гр. ~ m 1

F гр. ~ m 1* m 2 F гр. ~ 1 / r²

F гр. ~ m 2

_______________ _________________________________________ _________________________________________ _______________________________

чем больше m тел, тем больше гравитационная сила

чем больше расстояние между телами

( r ) , тем гравитационная сила меньше

2). Закон всемирного тяготения.

Все материальные точки притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс, и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. Силы лежат на одной прямой, соединяющей центры масс этих тел, и направлены навстречу друг другу.

Закон всемирного тяготения можно применять, если:

• тела являются материальными точками
• тела являются однородными шарами или обладают симметричным распределением массы относительно центра тяжести
• для шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых значительно меньше размеров шара.

Физический смысл G= 6,67*10 -11 Н*м 2 /кг 2

гравитационная постоянная численно равна силе, с которой притягиваются две материальные точки массой по 1 кг. на расстоянии 1 м.

Генри Кавендиш 1797

Созданная Ньютоном теория тяготения одерживала одну блистательную победу за другой. Она с высокой степенью точности объяснила особенности планетных орбит, найденные Кеплером. Ей удалось измерить массы планет, раскрыть загадки движения комет, тайны приливов.

Теория тяготения Ньютона предсказала появление кометы Галлея в заданный теорией срок.

С ее помощью были открыты новые планеты Солнечной системы: Нептун и Плутон.

Теоретически предсказано и установлено, что «тайна» движения Сириуса связана с тем, что это не простая, а двойная звезда.

3). Сила тяжести __________________________________________________________________________________________ это гравитационная сила, с которой Земля притягивает к себе тела.

_ _

F тяж .= mg [H]

F гр. = G(m 1* m 2 /r²)

F тяж. =G(M 3* m/(R 3 +h)²)

4). Ускорение свободного падения ________________________ ускорение, с которым движется любое тело в поле тяготения Земли, если на него действует только F тяж.

F тяж . =G(M 3 *m/(R 3 +h)²)

|| g =G(M 3 /(R 3 +h)²)

F тяж .= mg

5). Для любой планеты (космического тела)

Искусственные спутники Земли.

Движение – свободное падение (на тело действует только сила тяжести) Тело движется по окружности: а ц = g=V²/R

Максимальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите (искусственный спутник) I космическая скорость

___________________________________________________________________________________________________________________

Наименьшая скорость тела, при которой оно преодолевает притяжение Земли и становится спутником Солнца (орбита – парабола) II космическая скорость

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Скорость тела, при которой тело преодолевает притяжение Солнца и покидает Солнечную систему III космическая скорость

Как ни точна теория, она не в состоянии дать ответ на роковой вопрос: каково же происхождение силы тяготения, какова её природа? Сам автор Исаак Ньютон признавал свое бессилие, говоря: «Причину свойств силы тяготения я не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю».

То, что не удалось Ньютону, сделал другой великий ученый – Альберт Эйнштейн.

Однажды на вопрос репортера о том, в чем же, в самой краткой форме, суть общей теории относительности, Эйнштейн ответил: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы. Теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы также пространство и время». Пространство в поле тяготения, как говорил Эйнштейн, «искривлено» - именно это искривление и есть проявление тяготения, и есть само тяготение.

Фронтальный опрос учащихся:

• Действует ли на человека сила притяжения к Солнцу?
• Как объяснить возникновение приливов и отливов в океане?
• Объясните физический смысл гравитационной постоянной?

Выполни задание:

• Во сколько раз изменится сила притяжения между телами с увеличением расстояния между ними в 5 раз? A. Увеличится в 5 раз ;   

B. Уменьшится в 5 раз ;   

C. Уменьшится в 25 раз .

• C. Уменьшится в 25 раз .
• C. Уменьшится в 25 раз .

2. Во сколько раз изменится сила притяжения между телами с уменьшением массы каждого из тел в 2 раза? A. Увеличится в 2 раза ;   

B. Уменьшится в 4 раза ;

   C. Уменьшится в 4 раза .

3. Во сколько раз изменится сила притяжения между телами с увеличением расстояния между ними в 2 раза и увеличением массы одного из них в 4 раза? A. Увеличится в 8 раз  

B. Не изменится    

C. Уменьшится в 2 раза

• Во сколько раз изменится изменится сила притяжения между телами с уменьшением массы одного из тел в 2 раза и увеличением расстояния между ними в 2 раза?

A. Увеличится в 2 раза    

B. Уменьшится в 4 раза    

C. Уменьшится в 8 раз

Реши задачу:

1. На космонавта, находящегося на поверхности Земли, действует сила 720 Н. Какая сила тяготения будет действовать на того же космонавта в космическом корабле, находящемся на расстоянии двух земных радиусов от поверхности Земли?

А) 180 Н Б) 80 Н В) 360 Н Г) 240 Н

Реши задачу:

2. Два тела массой 10 3  кг и 2·10 3  кг находятся друг от друга на расстоянии R и притягиваются с силой F . Чему равна сила притяжения тел массой 2·10 3  кг и 4·10 3  кг, находящихся на том же расстоянии R ?

А) F Б) 2 F В) 4 F Г) 8F

Реши задачу:

3. На поверхности Земли на космонавта в скафандре действует сила тяжести 1000 Н. На поверхности планеты радиусом в 2 раза меньше земного и массой в 2 раза меньше массы Земли сила тяжести, действующая на этого космонавта, будет равна:

А) 500 Н Б) 1000 Н В) 2000 Н Г) 4000 Н

Реши задачу:

4. Какие из приведенных утверждений верны?

А) Сила всемирного тяготения удерживает планеты на их орбитах вокруг Солнца

Б) Сила всемирного тяготения изменится, если изменить плотность одного из притягивающихся тел

В) При свободном падении более тяжелое тело упадет быстрее, чем более легкое, если их сбросить с одинаковой высоты

Г) Если на тело не действует сила тяжести, то тело находится в состоянии невесомости

Реши задачу:

5. Искусственный спутник движется по круговой орбите вблизи поверхности Земли. Трение о воздух пренебрежимо мало. Модуль ускорения спутника:

А) равен 0 Б) непрерывно изменяется

В) постоянен и равен ускорению свободного падения

Г) постоянен и много меньше ускорения свободного падения

Молодцы!

Использованные материалы:

• http :physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/angl_txt.htm –наклонная плоскость...
• http://www.1zoom.ru/Космос/обои/195775/z44.6/
• http://astrogalaxy1.narod.ru/galaxy019.html
• Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/res/84cb4bdb-a930-4333-bf0e-bf4a6f73b640
• Равноускоренное движение. М.Б. Львовский. Демонстрации по механике //[Электронный ресурс]//
• http://class-fizika.narod.ru/9_13.htm
• http://www.biografguru.ru/about/nyuton/?q=1964
• Звезды и планеты - Космос Обои и фото.
• http://www.biografguru.ru/about/kepler/?q=3295
• http://foto-sputnik.rutxt.ru/node/243
• http://rakursvl.ru/2011/07/22/23-iyulya-%e2%80%93-geliakicheskij-vosxod-siriusa/
• CD Серия программного обеспечения «Умник» 10 класс. Физика. Механика и термодинамика.

Используемые материалы

• CD Серия программного обеспечения «Умник». 10 класс. Физика. Механика и термодинамика.
• CD Серия программного обеспечения «Умник». 10 класс. Физика. Механика и термодинамика.
• CD Серия программного обеспечения «Умник». 10 класс. Физика. Механика и термодинамика.
• CD Серия программного обеспечения «Умник». 10 класс. Физика. Механика и термодинамика.
• CD Серия программного обеспечения «Умник». 10 класс. Физика. Механика и термодинамика.