урок . 9 класс. Закон всемирного тяготения
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

План-конспект открытого урока по теме "Закон всемирного тяготения. "

Тема: «Закон всемирного тяготения »

Цель урока – изучить закон всемирного тяготения, показать его практическую значимость. Шире раскрыть понятие взаимодействия тел на примере этого закона и ознакомить учащихся с областью действия гравитационных сил.

Задачи урока:

• Образовательные:

• сформировать понятие гравитационных сил;
• добиться усвоения закона всемирного тяготения;
• познакомить с опытным определением гравитационной постоянной;

• Воспитательные:

• формировать систему взглядов на мир;
• воспитывать интерес к творческий и исследовательский работе.

• Развивающие:

• развивать речь, мышление;
• совершенствовать умственную деятельность: анализ, синтез, классификация, способность наблюдать, делать выводы, выделять существенные признаки объектов, выдвигать гипотезы, проверять результаты;

Оборудование к уроку:

• видеопроектор, экран
• презентация учащихся (Приложение)

Домашнее задание: §15, упр15.

Тип урока: урок «открытия» новых знаний

Форма урока: фронтальная, коллективная, индивидуальная.

Методы обучения: словесные, наглядные, практические.

Оборудование: мультимедиа-проектор, экран, презентация, портреты ученых.

Блочная структура урока: линейная модель.

План урока:

1. Организация начала урока, объявление темы и цели урока – 2 мин.
2. Повторение пройденного материала по теме «Три закона Ньютона» – 7 мин.
3. Новый материал – 20 мин.
4. Работа с презентацией – 15 мин.
5. Подведение итогов урока – 1 мин.

ХОД УРОКА

1. Цель урока

 Я хочу начать наш урок  с эпиграфа :«Не сразу поняв, что за глубины предо мной, не находя корня, за который можно уцепиться, ни крыши, ни ветки дерева между мной и этими глубинами, я почувствовал головокружение, почувствовал, что уже оторвался и лечу в бездну.

  Однако я никуда не упал. От затылка до пят я был связан с Землей. Я отдался ей всей тяжестью своего тела и ощутил какое-то успокоение.

 Сила тяготения, показалась мне всемогущей, как любовь…

  Я чувствовал в своих плечах эту силу тяготения - гармоничную, постоянную, на веки веков одинаковую…».О чем это? Откуда это?

    Антуан де Сент – Экзюпери  «Маленький принц».

Так о чем мы будем сегодня на уроке говорить?

Правильно. Сегодня на уроке мы рассмотрим закон всемирного тяготения.

Наша тема  будет связана с открытием великого человека, ученого с большой буквы . И вам предстоит определить   о ком идет речь.

• Он появился на свет 14 января 1643 г. в деревушке Вулстроп в семье мелкого фермера, умершего до рождения сына. Младенец был недоношенным; бытуют легенды, что он был так мал, что его поместили в овчинную рукавицу, лежавшую на лавке, из которой он однажды выпал и сильно ударился головкой о пол, а вымыть его можно было в пивной кружке.

• Впервые объяснил с помощью своего математического метода движения и формы планет, пути  комет, приливы и отливы океана. Он первый исследовал разнообразие световых лучей и проистекающие отсюда особенности цветов, которых до того времени никто даже не подозревал.

Вопрос:  Кто этот ученый?                            (И. Ньютон)

2. Постановка проблемы

– Сможем ли мы сегодня на уроке определить массу Земли? Легко ли это сделать? Вы бы смогли сейчас определить массу Земли или хотя бы предложите метод для этого.

3. Повторение. Проверка домашнего задания.

Откройте тетради и запишите тему урока.

Начертите таблицу.    Знаю.  Хочу узнать . Узнал.

– Начнем с того, что мы уже знаем. Вспомним и ответим на следующие вопросы:

1. Что называется свободным падением тела?
   2. Что такое ускорение свободного падения?
   3. Почему в воздухе кусочек ваты падает медленнее, чем железный шарик?
   4. Кто первым пришел к выводу о том, что свободное падение является равноускоренным движением?
   5. Действует ли сила тяжести на подброшенное вверх тело во время его подъема.
   6. С каким ускорением движется подброшенное вверх тело при отсутствии сопротивления воздуха?
   

Посмотрите на экран. Это великие умы человечества. Каждый внес свой вклад в развитие человечества.

Давайте расставим соответствие между ними.

В конце урока вы добавите в эту таблицу ещё двух знаменитых ученых

4. Изучение нового материала.

Каждый из вас по группам будет изучать материал  ,а затем расскажите. Все что узнали

1-группа нам расскажет о  предпосылках открытия закона.

На доске помещены портреты ученых, выслушаем версию   1 группы об исторических фактах, предшествующих открытию закона всемирного тяготения:

– Гипотеза Коперника о том, что все планеты движутся вокруг Солнца.
– Сбор эмпирических данных (тщательные измерения положения планет, выполненные астрономом Тихо Браге).
– Анализ данных и их обобщение в эмпирических законах, сделанное Кеплером.
– Построение теории, объясняющей все общие закономерности и предсказывающей многие новые следствия, сделанное Ньютоном.

После открытия Коперником гелиоцентрической системы мира начались поиски закономерностей, которым подчиняется движение планет вокруг Солнца. Датский астроном Тихо Браге, многие годы, наблюдая за движением планет, накопил многочисленные данные, но не сумел их обработать. Это сделал его ученик Иоганн Кеплер. Им были открыты три закона движения планет вокруг Солнца. (Проводится работа с учебником астрономии для знакомства с этими законами). Но причину, определяющую эти общие для всех планет закономерности, Кеплеру найти не удалось.

     Существует легенда, что, постоянно думая над этим вопросом и наблюдая за падением яблока с ветки дерева, Ньютон выдвинул гипотезу о том, что движение планет по орбитам вокруг Солнца и падение тел на Землю вызваны одной и той же причиной – тяготением, которое существует между всеми телами. 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. Именно этим соображения Ньютона отличались от догадок других ученых, например от догадок Гука, который тоже считал, что между телами действуют силы тяготения.

Коротко об истории открытия закона расскажет 2 группа.

…Всемирное тяготение. Какие величественные слова! Оно всепроникающее, не знающее границ, невидимыми нитями связывает все тела Вселенной. Это великая сила природы! А какому закону она подчиняется? От чего зависит величина этой силы?

Работа по учебнику.   Мы узнали что многие ученые знали, что существует тяготение. Но в чем заслуга Ньютона? Найдите на  стр 60.

(Он сумел найти закон их взаимодействия, т. е. формулу для расчета гравитационной силы между двумя телами)

 В каком году и как читается закон. 3-я группа..

Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними:

,

А сейчас проведем небольшую разминку . Давайте соберем живую формулу.

У вас на партах лежат  буквы и знаки . Найдите их и выходите по очереди каждый на свое место в формуле.

От чего же зависит сила тяготения ?

Как она зависит от масс тел и от расстояния?  Рассказывает 4 и 5 группы.

Сам Ньютон не смог рассчитать значение гравитационной постоянной (не хватало точного эксперимента) Поэтому в этом месте было пусто. Вакантное место. Он говорил . « Я открыл закон ,что тела притягиваются . А почему пусть доказывают будущие поколения.»  И спустя 70 лет после смерти Ньютона  это сделал Генри Кавендиш. Послушаем  рассказ 7 группы

где G = 6,67 • 10 – 11 м3/кг • с2 – гравитационная постоянная. Демонстрируется опыт Кавендиша по определению гравитационной постоянной .

Этот опыт называют опытом по взвешиванию Земли .

Одним из проявлений закона всемирного тяготения является сила тяжести. Сила тяжести направлена к центру Земли и на поверхности Земли равна F = mg.

Сможем ли мы теперь получить  ответ на проблемный вопрос, поставленный вначале урока: Как найти массу Земли?

, , 

Всегда ли эта формула дает точный результат?  Ребята опять обратимся к параграфу. Найдите  в каких случаях? Зачитывают 3 положения на стр 61.

Закон всемирного тяготения справедлив для точечных, а также сферически симметричных тел. Приближенно он выполняется для любых тел, если расстояние между ними значительно больше их размеров.

 Ньютон не смог указать  и природу этой силы

Загадку тяготения решил Эйнштейн. По его теории существуют  эл-магнитное и гравитационное поля .Взаимодействием между этими полями и веществом и объясняется сила тяготения. Существуют эл-маг. волны и волны тяготения .Источником их является космические тела .Эти волны приходят из космоса. Об этом  в старших классах поговорим.

Применение закона

• На основе теории тяготения Ньютон построил небесную механику. Ему удалось описать движение естественных и искусственных тел в Солнечной системе, рассчитать орбиты планет и комет.
• Определяются траектории полета снарядов и ракет, разведываются залежи тяжелых руд.
• На основе этой теории было предсказано существование планет: Урана, Нептуна, Плутона и спутника Сириуса.
• В астрономии закон всемирного тяготения является фундаментальным, на основе которого вычисляются параметры движения космических объектов, определяются их массы.
• На могиле великого ученого написано «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет. Пути комет, приливы  и отливы океана»

Подведем итог: Так что вы узнали на уроке сегодня? Дома заполните 3 колонку нашей таблицы. А теперь вернемся к нашей галерее. Кого вы ещё бы  добавили  в этот ряд?

 Замечательно . И. Ньютона и Г. Кавендиша. Какие слова, изречения запишем напротив их.

А теперь я хочу узнать ваше отношение к уроку.

Я узнал на уроке много нового, урок мне понравился – поднимите зелёную карточку

Я не всё понял на уроке – синяя карточка

Я могу сделать дополнения к материалу урока - красная карточка

На дом : § 15 упр 15 заполнить 3 колонку.

Если осталось время то рассмотреть качественные задачи из ЕГЭ на закон Всемирного тяготения.