Интегрированный урок (физика+математика): Закон всемирного тяготения
презентация к уроку по теме

Тема программы: «Силы в механике»           

Тема урока: «Закон Всемирного тяготения» 

Урок:

Цели урока:

 Образовательные:

• содействовать формированию знаний:              

об истории открытия закона Всемирного тяготения;

о законе Всемирного тяготения;

об опытном определении гравитационной постоянной;

о границах применимости закона Всемирного тяготения;

о практическом применении закона Всемирного тяготения.        

Развивающие:  

• содействовать формированию умений анализировать, сопоставлять полученную информацию;
• содействовать развитию абстрактного мышления;
• содействовать формированию навыков практической деятельности при решении задач.

Воспитательные:

• Содействовать формированию сознательной дисциплины, аккуратности и внимательности при выполнении заданий.

 Тип урока: урок изучения и закрепления новых знаний

Методы и методические приемы: беседа, лекция, решение задач.

Оборудование:

• Компьютер с возможностью вывода информации на экран.
• Видеоматериал.
• Комплект рабочих тетрадей, задачники

Ход урока

Тест к уроку "Закон всемирного тяготения"

План урока:

1.Изучение нового материала - 25мин

Историческая справка об открытии закона всемирного тяготения. Формулировка закона, математическая запись. Гравитационная постоянная, физический смысл, числовое значение. Опыт Генри Кавендиша. Границы применимости закона. Явления, подтверждающие закон: приливы и отливы.

2.Повторение изученного. Первичное закрепление -20 мин

3. Закрепление - 45 мин

Новый материал.  

• почему наблюдается падение тел на Землю?
• почему планеты движутся вокруг Солнца?
• почему Луна движется вокруг Земли?
• чем объясняется существование на Земле приливов и отливов?
• при каком условии тело становится искусственным спутником Земли?

Сегодня на уроке, мы ответит на все эти вопросы, хотя ответы и даны на эти вопросы, но мы еще раз попытаемся ответить на них. Кто же окончательно дал ответы на эти вопросы?

Ньютон предположил, что существует единый закон, которому подвластны все тела во Вселенной – от яблока до планеты.

«Когда однажды в думу погружен,

увидел Ньютон яблока паденье,

он вывел притяжения закон,

из этого простого наблюденья»

Дж.Г.Байрон

Знаменитая яблоня долго хранилась в назидание потомству. Она пережила Ньютона почти на сто лет. Позднее засохла, была срублена и превращена в исторический памятник в виде скамьи. Этот сорт яблони решили посадить во всех учебных заведениях Англии.

Используя законы движения планет, установленные Кеплером, законы динамики, он пришёл к смелой мысли о том, что все тела во Вселенной притягиваются. Взаимное притяжение между телами было названо всемирным тяготением, а силы всемирного тяготения гравитационными. Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения в 23 года, но 9 лет не публиковал его, т.к. неверные данные между Землёй и Луной не подтверждали его идею и только, когда было уточнено это расстояние, Ньютон в 1667 г. опубликовал закон.

Проведя многочисленные расчёты, он пришёл к выводу, что все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

                                                                            F = G M m/R2 

G– гравитационная постоянная,

G = 6,67 *10-11 Н м2/кг2.

Первые измерения гравитационной постоянной были произведены в середине 18 в. Оценить, правда весьма грубо, значение G в то время удалось в результате рассмотрения притяжения маятника к горе, масса которой была определена геологическими методами. Точные измерения G были впервые проделаны в 1798 г. замечательным учёным Генри Кавендишем.  С помощью, так называемых, крутильных весов Кавендиш по углу закручивания нити сумел измерить ничтожно малую силу притяжения между маленьким и большим металлическими шарами. Для этого ему пришлось использовать столь чувствительную аппаратуру, что даже слабые воздушные потоки могли исказить измерения. Поэтому, чтобы исключить посторонние влияния, Кавендиш поместил свою аппаратуру в ящике, ящик оставил в комнате, а сам проводил наблюдения за аппаратурой с помощью телескопа из другого помещения. (фильм: опыт с крутильными весами)

 Границы применимости:

Закон всемирного тяготения применим:

- для 2 материальных точек;

- для 2 тел, имеющих форму шара;

- для тел имеющих большую массу.

Практическое применение закона:

• запуск искусственного спутника Земли. Скорость, при которой кривизна траектории тела совпадает с кривизной земной поверхности. При этой скорости тело начинает двигаться по круговой орбите.
• приливы и отливы (приливные электростанции); в течение суток уровень воды у берегов дважды повышается и дважды понижается.
• открытие новых планет (Нептун, Плутон). Учёные предположили, что наблюдаемые отклонения от траектории планеты Уран вызваны притяжением её другой неизвестной планетой. Используя закон всемирного тяготения, они указали место, где можно наблюдать её среди других небесных тел.                                
• определение массы Солнца, небесных тел и планет.

Вопросы в конце урока:

1. Что произойдёт с планетами солнечной системы, если притяжение Солнца исчезнет?
2. Почему мы не замечаем гравитационного притяжения между окружающими нас телами?
3. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли?
4. Почему пуговица, оторвавшись от пальто, падает на Землю, ведь она находится ближе к человеку и притягивается к нем
5. Что произойдёт с Луной, если её скорость при движении по орбите станет равной нулю?
6. Воздушный шар поднимается вверх. Нет ли здесь нарушения закона всемирного тяготения?
7. Что притягивает к себе с большей силой – Земля – Луну или Луна – Землю?