Урок по физике в 9 классе по теме "Закон Всемирного тяготения"
план-конспект урока по физике (9 класс)

Физика 9 класс. Учебник А.В. Перышкин, Е.М. Гутник

Тема урока: Закон Всемирного тяготения.

Цель урока: изучить закон всемирного тяготения, познакомиться с историей его открытия и обозначить границы применения.

Задачи:

Образовательные:

• сформировать понятие гравитационных сил;
• показать универсальный характер закона всемирного тяготения
• границы применимости закона
• познакомить с опытным определением гравитационной постоянной;

Развивающие:

• развивать речь, мышление;
• совершенствовать умственную деятельность: проводить анализ, синтез; выдвигать гипотезу, наблюдать, выделять существенные признаки, сравнивать, делать выводы, проверять результаты;

Воспитательные:

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

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Виды деятельности: формирование у учащихся деятельностных способностей и способностей к структурированию и систематизации изучаемого предметного содержания: фронтальная беседа с демонстрацией презентации на интерактивной доске; выдвижение гипотез о причинах падения тел на Землю; обсуждение факторов, от которых зависит величина сил гравитационного притяжения; поиск примеров, показывающих действие закона всемирного тяготения; работа с текстом учебника.

Техническое обеспечение урока: интерактивная доска, презентация «Закон всемирного тяготения».

Планируемые результаты: 

Предметные.  Знание закона всемирного тяготения, осознание границ применения его формулы, понимание физического смысла гравитационной постоянной.

Метапредметные УУД.

Коммуникативные: с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли, рационально планировать свою работу, добывать недостающую информацию с помощью чтения текста.

Регулятивные: осознавать себя как движущую силу получения новых знаний, свою способность к преодолению препятствий и самокоррекции, самостоятельно исправлять ошибки.

Познавательные: создавать, применять и преобразовывать модели и схемы для решения учебных и познавательных задач, выделять и классифицировать существенные характеристики объекта, строить высказывание, формулировать проблему.

Личностные УУД.  Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

План урока:

1. Организационный момент. (2 мин)
2. Актуализация знаний. (5 мин)
3. Целеполагание. (2 мин)
4. Изложение нового материала. (18 мин)
5. Закрепление. (7 мин)
6. Итог урока. Рефлексия. (5 мин)
7. Задание на дом. (1 мин)

1. Организационный момент.

Приветствие.

Сегодня мы продолжим знакомство с открытиями великого английского ученого Исаака Ньютона.

2.   Актуализация знаний.

Начнем с того, что мы уже знаем. Вспомним и ответим на следующие вопросы: (слайд 1)

(ответы учащихся)

1. Что называется свободным падением тела?
2. Что такое ускорение свободного падения?
3. Почему в воздухе кусочек ваты падает с меньшей скоростью, 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? Ответы учащихся.

Перед вами с несколько картинок: (слайд 2)

•  падающее яблоко;
•  движение планет вокруг Солнца;
•  портрет английского учёного Исаака Ньютона. 

Давайте выясним, что может объединить изображённые предметы в единое целое.

Ответы учащихся:

Притяжение, взаимодействие между телами или Закон всемирного тяготения.

Итак, записываем тему нашего урока: «Закон всемирного тяготения» (слайд 3)

      3.  Целеполагание учащихся

Какова цель нашего урока? 

• изучить закон всемирного тяготения;
• познакомиться с историей его открытия и обозначить границы применения.

4.  Изложение нового материала.

Немного из истории открытия: Датский астроном Тихо Браге (1546-1601), живший в 16 веке долгие годы наблюдавший за движением планет, накопил огромное количество интересных данных, но не сумел их обработать, перед смертью передал их своему ученику Иоганну Кеплеру. Поиски точных законов гелиоцентрического мира стали делом всей его жизни. Он открыл три закона движения планет, но Кеплер не сумел объяснить динамику движения. Почему планеты обращаются вокруг солнца именно по таким законам?

На этот вопрос сумел ответить И.Ньютон, используя законы движения, установленные Кеплером, и общие законы динамики. Одновременно с выводом закона всемирного тяготения появилось несколько вопросов, например, почему те или иные тела притягиваются друг к другу и каким свойствам должны отвечать эти тела. Почему они создают вокруг себя нечто, что заставляет другие тела двигаться относительно них с тем условием, которое мы рассматриваем. Отвечать на эти вопросы пришлось Ньютону, и он быстро нашел на них ответы. (слайд 4)

Как вы думаете, что это за силы?  Как они направлены?  В каком законе об этом говорится?

Обратите внимания, что силы направлены вдоль прямой, соединяющие центры тел. И равны по модулю и противоположны по направлению. (слайд 5)

От чего зависят силы тяготения? (ответы учащихся)

Правильно, силы тяготения или силы взаимодействия зависят от массы тел и от расстояния между телами. Какова эта зависимость? (слайд 6)

Если массу тел увеличить, то какова будет сила тяготения? Правильно увеличится, если увеличить расстояние между телами, то сила притяжения увеличится или уменьшится. Правильно, уменьшится.

Вывод: Сила тяготения находится в прямой пропорциональной зависимости от массы тел и в обратной от расстояния между телами.

Выведем формулу: Один из фундаментальных законов механики, получивший название закона всемирного тяготения гласит: найдите в тексте учебника параграф 15.

«Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению массе каждого из них и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними»: (слайд 7)

F ̴ m1m2 / r2 итак запишем формулу.

где m1 и m2 - массы взаимодействующих тел, r - расстояние между телами. Коэффициент пропорциональности в этой формуле одинаков для всех тел в природе и называется постоянной всемирного тяготения, или гравитационной постоянной.

Когда Ньютон открыл закон всемирного тяготения, значения гравитационной постоянной он еще не знал. Точное измерение этой величины только произошло в конце XVIII века, в 1788 году. 

Как же впервые была определена эта величина? Это сделал в конце XVIII века английский ученый Генри Кавендиш. (слайд 8)

Экспериментальным путем при помощи крутильных весов он достаточно точно определил эту

 величину –   .

Каков же ее физический смысл:

Гравитационная постоянная – это сила, с которой взаимодействуют два тела массами 1 кг при расстоянии между ними в 1 м и числовое значение равно:

G = 6,67∙10-11 Н∙м2/кг2 (слайд9)

Как вы считаете, всегда ли применим закон всемирного тяготения?

Но закон всемирного тяготения имеет границы применимости. (Слайд 10)

• Между телами любой формы, если их размеры пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними;
• Между однородными шарообразными телами (за расстояние принимается расстояние между центрами шаров);
• Между телом шарообразной формы и телом, которое можно принять за материальную точку.

5.  Закрепление материала.

     Для закрепления материала решим тесты, а затем проверим.

Тестирование:

 1 вариант

      1.  Какая из этих сил является проявлением закона всемирного тяготения?

1. Сила трения
2. Сила тяжести
3. Сила упругости

2.  Человек стоит у подножия горы и на горе. В каком месте сила притяжения меньше?

1. На горе
2. У подножия горы
3. На горе и у подножия горы одинаковая

3.  Космический корабль удаляется от Земли. Как изменится сила тяготения, действующая со стороны Земли на ракету, при увеличении расстояния до центра Земли в 2 раза.

1. Не изменится
2. Уменьшится в 2 раза
3. Уменьшится в 4 раза
4. Увеличится в 2 раза

4.  В каком случае можно применить закон всемирного тяготения при определении силы притяжения между

1. Столами
2. Столом и стулом
3. Яблоком и Землей
4. Яблоком и столом

5.  Между телами действует сила всемирного тяготения. Массу одного из тел увеличили вдвое, а расстояние между ними оставили прежним. Как изменилась сила тяготения между ними.

1. Увеличилась в 2 раза
2. Уменьшилась в 2 раза
3. Увеличилась в 4 раза

2 вариант

1. Какое из этих явлений не является проявлением закона всемирного тяготения?

1. Приливы и отливы
2. Снежные лавины
3. Движение планет вокруг Солнца
4. Инерция

2.   Сравните силы притяжения между Землей и яблоком

1. Сила притяжения, действующая со стороны яблока на Землю больше
2. Сила притяжения, действующая со стороны Земли на яблоко больше
3. Эти силы одинаковы

3.   Как нужно изменить расстояние между телами, чтобы сила их взаимного притяжения увеличилась в 4 раза?

1. Увеличить в 2 раза
2. Уменьшить в 2 раза
3. Уменьшить в 4 раза

4.   Как изменится сила тяготения между телами, если одно из них заменить другим, масса которого в 4 раза больше?

1. Увеличится в 2 раза
2. Уменьшится в 4 раза
3. Увеличится в 4 раза

5.   В каком месте сила притяжения тела к Земле наименьшая, при условии, что наша планета у полюсов имеет меньший радиус, чем у экватора?

1. На северном полюсе
2. На экваторе
3. На южном полюсе
4. Сила притяжения одинакова

6.   Подведём итоги урока:  (слайд12)

1. Мы познакомились с законом всемирного тяготения и с историей его открытия;
2. Вывели формулу;
3. Определили границы применимости закона всемирного тяготения.
4. Я хочу отметить активную работу следующих учащихся (называешь имена и оценки).

      7.  Домашнее задание: п. 15, упр. 15(3-5).  (слайд 13)

Спасибо за урок!