Открытый урок по теме "Закон всемирного тяготения" 9 класс.

№

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

1

Организационный

этап

Добрый день! Я рада нашей встрече. Надеюсь, что наш урок пройдет интересно, с большой пользой для вас.

(Деятельность организационная)

Ученики слушают учителя и настраиваются на изучение и восприятие нового материала.

Сообщают об отсутствующих.

2

Этап мотивации

Сегодня на уроке мы с вами изучим закон всемирного тяготения, выясним его другие названия, покажем его практическую значимость. Шире раскроем понятие взаимодействия тел на примере этого закона и ознакомимся с областью действия гравитационных сил.

Попытайтесь, на основе нашего разговора, сформулировать цель урока.

Слушают учителя и формулируют задачу урока.

3

Этап актуализации знаний

Начнем наш урок с того, что мы уже знаем.

Вспомним и ответим на следующие вопросы:

- Что называется свободным падением тела?

- Что такое ускорение свободного падения?

- Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшим ускорением, чем железный шарик?

- Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъема.

- С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии сопротивления воздуха?

- Первый закон Ньютона.

- Второй закон Ньютона.

-Третий закон Ньютона.

Учитель выслушивает ответы учащихся. Выявляет уровень знаний и определяет типичные недостатки.

Слушают учителя и выполняют задания, тренирующие отдельные способности к учебной деятельности, мыслительные операции и учебные навыки.

Свободное падение это движение тела под действием силы тяжести

Ускорение с которым движется тело при свободном падении

Из-за силы сопротивления воздуха.

Да, она препятствует его подъему.

С отрицательным ускорением свободного падения -9,8 м\с2.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или состояние равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие других тел компенсируется.

 Ускорение, приобретаемое телом в результате воздействия на него, прямо пропорционально силе или равнодействующей сил этого воздействия и обратно пропорционально массе тела. a =F / m.

Сила действия равна силе противодействия. В этом и состоит суть третьего закона Ньютона. Определение его таково: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине и противоположны по направлению. Третий закон Ньютона можно записать в виде формулы:

F₁= - F₂,

4

Этап «открытия» новых знаний

Теперь открываем свои тетради и записываем число и тему урока (Рассказ сопровождается презентацией).

Закон невозможно было бы открыть без работ других ученых:

Датский астроном Тихо Браге (1546-1601), долгие годы наблюдавший за движением планет, накопил огромное количество интересных данных, но не сумел их обработать.

Николай Коперник(1473-1543) открыл Гелиоцентрическую систему мира

Иоганн Кеплер (1571-1630), используя идею Коперника о гелиоцентрической системе и результаты наблюдений Тихо Браге установил законы движения планет вокруг Солнца, однако не смог объяснить динамику этого движения.

После открытия этих законов начались поиски закономерностей, которым подчиняется движение планет вокруг Солнца.

Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, но целые 9 лет не публиковал его, так как имевшиеся тогда неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтверждали его идею. Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец-то отдан в печать.

Гипотеза Ньютона: «Причина, вызывающая падения камня Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же».

Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы, имеющих ничего общего (падение тел на Землю, обращение планет вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, приливы и отливы вызваны одной причиной.

Окинув единым мысленным взором «земное» и «небесное», Ньютон предположил, что существует единый закон всемирного тяготения, которому подвластны все тела во Вселенной - от яблок до планет!

Теперь исследования историков показывают, что такая догадка высказывалась учеными и до Ньютона . Однако именно он из этой гипотезы сделал частный, но очень важный вывод: между центростремительным ускорением Луны и ускорением свободного падения на Земле должна существовать связь. Эту связь нужно было установить численно и проверить.

И это было сделано в 1687 г. Ньютон установил один из фундаментальных законов механики

«Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и об­ратно пропорционален квадрату расстояния между ними:

F= G m₁m_2 / r²

где m₁ и m₂ - массы взаимодействующих тел, r - расстояние между телами, G - коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения, или гравитационной постоянной».

Гравитационное взаимодействие - это взаимодействие , свойственное всем телам Вселенной и проявляющееся в их взаимном притяжении друг к другу.

Сила величина векторная или скалярная?

Теперь давайте выясним куда направлена сила гравитационного взаимодействия?

Она направлена по прямой, соединяющей центры тяжести тел. И по Третьему закону Ньютона тела взаимодействуют с силами равными по модулю и противоположными по направлению. F₁₂=-F₂₁

Каким же образом тела находящиеся далеко друг от друга притягиваются?

Ответ прост через гравитационное поле.

Гравитационное поле - особый вид материи, осуществляющий гравитационное взаимодействие.

Как мы можем еще назвать данный закон?

Теперь выясним границы применимости данного закона

• Для материальных точек

• Для двух шаров в которых плотность распределена равномерно

• Для шара большого размера и материальной точки

Приближенно он выполняется для лю­бых тел, если расстояние между ними значительно больше их размеров.

Когда Ньютон открыл закон всемирного тяготения, он не знал ни одного числового значения масс небесных тел, в том числе и Земли. Неизвестно ему было и значение постоянной G.

Между тем гравитационная постоянная G имеет для всех тел Вселенной одно и то же значение и является одной из фундаментальных физических констант. Каким же образом можно найти ее значение?

Показывает опыт Кавендиша.

Таким образом G=6,67·10-11 м/кг·с2

Этот закон имеет огромное значение

-Закон всемирного тяготения лежит в основе небесной  механики - науки  о движении планет.

-С помощью этого закона с огромной точностью определяются положения небесных тел на небесном своде на многие десятки лет вперед и вычисляются их траектории.

-Закон всемирного тяготения применяется также в расчетах движения искусственных спутников Земли и межпланетных автоматических аппаратов.

Универсальность

Универсальность заключается в том, что в тяготении участвуют абсолютно все частицы Вселенной, и проявляется оно на любом расстоянии. В отличии от других фундаментальных взаимодействий, в которых либо участвуют не все частицы, либо оно проявляется только на сверхмалых расстояниях.

«Закон тяготения универсален. Он простирается на огромные расстояния. И Ньютон, которого интересовала Солнечная система, вполне мог бы предсказать, что получится из опыта Кавендиша, ибо весы Кавендиша, два притягивающихся шара, — это маленькая модель Солнечной системы. Если увеличить ее в десять миллионов миллионов раз, то мы получим Солнечную систему. Увеличим еще в десять миллионов миллионов раз — и вот вам галактики, которые притягиваются друг к другу по тому же самому закону. Вышивая свой узор, Природа пользуется лишь самыми длинными нитями, и всякий, даже самый маленький, образчик его может открыть нам глаза на строение целого» (Ричард Филлипс Фейнман).

Записывают новую тему урока в тетрадях.

Слушают учителя и смотрят презентацию; задают вопросы и фиксируют в тетрадях всю необходимую информацию.

Векторная, т.е. имеет направление.

Закон гравитационного взаимодействия

5

Первичное закрепление материала

Учитель организует проверку понимания нового материала.

А теперь, давайте решим седующие задачи

1. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если один из них заменить другим, масса которого вдвое меньше?

2. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если расстояние между ними увеличить вдвое?

3. Как изменится сила притяжения между двумя шарами, если расстояние между ними уменьшить вдвое, а массу каждого увеличить в два раза?

4. Два корабля массой 10000 т каждый стоят на рейде на расстоянии 1 км один от другого. Какова сила притяжения между ними?

5. На каком расстоянии сила притяжения между двумя телами массой по 1000 кг каждое будет равна 3,335 10-9 Н

6. Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 0,1 м друг от друга и притягиваются с силой 6,67 10-15 Н. Какова масса каждого шарика?

Решают задания письменно

(Увеличится в 2 раза)

(Уменьшится в 4 раза)

(Увеличится в 16 раз)

Ответ: 0,667 Н

Ответ: 140 м

Ответ: 1 г

6

Рефлексия

Организует рефлексию. Ставит оценки.

Осуществить констатирующий и прогнозирующий контроль по результату.

7

Информация о домашнем задании

Информирует учащимся о домашнем задании, проводит разъяснение по методике его выполнения.

Выучить Параграф 15,16.

Выполнить Упражнение 15 (3,4)

Упражнение 16 (2-4)

Задание по выбору.

Написать доклад «Применение закона всемирного взаимодействия при открытии новых планет»

Записывают задание