План-конспект урока по физике (9 класс) по теме:
Разработка урока физики в 9 классе по теме: «Закон всемирного тяготения»
Ход урока.
1.Эпиграф к уроку.
«Не сразу поняв, что за глубины предо мной, 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…
Открытый урок по теме «Закон всемирного тяготения».
Цель урока. Изучить закон всемирного тяготения, показать его практическую значимость.
1.Эпиграф к уроку.
Я чувствовал в своих плечах эту силу тяготения — гармоничную, постоянную, на веки веков одинаковую…».
Антуан де Сент – Экзюпери «Маленький принц».
2. Изучение нового материала.
а) Презентация «Открытие закона всемирного тяготения».
б) Вывод закона всемирного тяготения.
1.Из второго закона Ньютона следует:
g = F ∕ m
2.Из третьего закона Ньютона следует:
F 1 =F 2
3.Рассмотрим взаимодействие Земли и Луны:
Среднее расстояние от Земли до Луны – 384 000 км
Средний радиус Земли – 6400 км
Их отношение 384000км/6400км = 60
Ускорение свободного падения на Земле – 9,8 м/с 2
Центростремительное ускорение Луны – 0,0027 м/с 2
Их отношение 9,8 м/с 2 /0,0027 м/с 2 =3600=60 2
g
Обобщив все вышеизложенное, Ньютон записал
G=6,67•10 -11 Н м 2 /кг 2
Учащиеся представляют свои рисунки, иллюстрирующие закон всемирного тяготения, комментируя их шуточными стихами:
а) Чем массивней мышцы станут
От зарядок по утрам,
Тем сильнее к ним потянет
Юных девушек и дам.
б) Открыл земное притяжение Ньютон
Когда на голову вдруг яблоко свалилось,
А на меня вчера упал балкон
И ничего при этом не случилось.
4.Закрепление нового материала.
1.Какое явление называется всемирным тяготением?
2. Кто и когда открыл закон всемирного тяготения?
3. Как читается закон всемирного тяготения?
4. В каких случаях можно применять закон всемирного тяготения?
5. Притягивается ли к Земле яблоко, висящее на ветке дерева?
5. Решение задач.
На каком расстоянии от поверхности Земли сила притяжения космического корабля к ней станет в 36 раз меньше, чем на поверхности Земли?
А.Е.Марон, Е.А.Марон «Дидактические материалы по физике». Стр.17, задача 2.
- Какая из этих сил является проявлением закона всемирного тяготения:
- сила трения,
- сила тяжести,
- сила упругости,
2.В каком месте Земли сила притяжения тел наименьшая:
1) на северном полюсе,
2) на южном полюсе,
4) в средних широтах.
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:
3) увеличится в 2 раза,
4.Как и во сколько раз нужно изменить расстояние между телами, чтобы сила тяготения уменьшилась в 4 раза:
1) увеличить в 2 раза,
2) уменьшить в 2 раза,
3) увеличить в 4 раз,
4) уменьшить в 4 раз.
5.Вокруг планеты массой М движется спутник массой m. Какое утверждение о силе притяжения, действующая со стороны планеты на спутник верно:
1) прямо пропорциональна М и не зависит от m.
2) прямо пропорциональна m. и не зависит от М,
3) прямо пропорциональна М и m.
4) не зависит ни от М , ни от m.
6.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 2 раза,
3) увеличится в 4 раза,
4) уменьшится в 4 раза.
7.Масса Луны примерно в 81 раз меньше массы Земли. Чему равно отношение силы всемирного тяготения F 1 , действующая со стороны Земли на Луну, и силы F 2 , действующая со стороны Луны на Землю:
8.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,
4) нельзя дать однозначный ответ.
9.В каком случае можно использовать закон всемирного тяготения при определении силы притяжения между:
2) столом и стулом,
3) яблоком и Землей,
4) Землей и Луной.
10.Какое из этих явлений не является проявлением силы всемирного тяготения:
nsportal.ru
План-конспект урока по физике (9 класс) по теме:
Закон всемирного тяготения
Открытие закона всемирного тяготения совершено Ньютоном в XVII веке, гравитационная постоянная измерена на опыте Кавендишем в XVIII в., и все же на уроке детям предоставляется возможность пройти путь величайших открытий самостоятельно. Исторические факты, формулировки законов и научные разработки предлагаются ученикам не в готовом виде, а в качестве дополнения к их собственным идеям и представлениям.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ
Задачи урока: сформулировать закон всемирного тяготения — установить границы его применения — найти примеры проявления сил тяготения — узнать историю открытия закона Решаем первую задачу – силы тяготения
Силы всемирного тяготения (гравитационные силы) Нарисовать Л и З, изобразить силы, потом сделать вывод о том, как они действуют. Какой закон это описывает? Что означает слово «всемирный»? Космос – это порядок (греч.). Порядок во Вселенной. Что лежит в основе этого порядка? Модели мира Силы, с которыми два тела притягиваются друг к другу, равны по величине п ротивоположны по направлению д ействуют вдоль одной прямой
— название модели — автор и время создания — суть модели — верна ли она? 1 вариант 2 вариант
1 вариант Геоцентрическая система мира Клавдий Птолемей, II век Неподвижная Земля – центр мироздания, вокруг нее вращаются все небесные тела 2 вариант Гелиоцентрическая система мира Николай Коперник, XVI век Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты
Джордано Бруно (1548-1600) Вселенная бесконечна звезды – это далекие солнца на других планетах может существовать жизнь Иоганн Кеплер (1571-1630) — Сформулировал законы движения планет — Подошел к формулировке закона тяготения, но не описал его математически
Исаак Ньютон (1642-1727) Сообщение, рецензия Законы Ньютона
Математическое выражение для силы тяготения Если R увеличить в 2 раза, то F уменьшится в 4, если R увеличить в 10 раз, то F уменьшится в 100. Что будет, если R увеличить в 3 раза?
Все тела притягиваются друг к другу, при этом сила их притяжения прямо пропорциональна массе каждого из тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: Насколько велика эта сила? Примеры Невозможно рассчитать силу без G Придумайте способ (установку) для измерения G работа в группах
Крутильные весы Генри Кавендиша (1798 г.)
Стр. 61 Определите границы применения нашей формулы, начертите схемы взаимодействий
Какими были з адачи нашего урока? сформулировать закон всемирного тяготения — установить границы его применения — найти примеры проявления сил тяготения — узнать историю открытия закона Выскажите ваше мнение о сегодняшнем занятии: было ли интересно, ново, понятно.
Домашнее задание: § 15, дополнительный материал (по желанию) на стр. 65-67, составить и решить задачу на закон всемирного тяготения
Тема урока: «Закон всемирного тяготения»
Учитель: Жирнова С. В.
Цель урока : изучить закон всемирного тяготения, познакомиться с историей его открытия и обозначить границы применения.
- Образовательные: подвести учащихся к выводу формулы закона всемирного тяготения, его четкой научной формулировке; помочь обозначить и осознать границы применения формулы; способствовать углублению знаний о законах механики, познакомить с историей важнейших научных открытий.
- Развивающие: способствовать формированию умения планировать свои действия, выдвигать и проверять гипотезы, выделять главное в учебном материале; слушать и оценивать речь товарищей, грамотно формулировать понятия.
- Воспитательные: формировать коммуникативные навыки и критическое мышление, прививать корректность, воспитывать уважение к человеческому гению и труду, формировать уверенность в собственных силах.
Тип урока : урок усвоения новых знаний.
Техническое обеспечение урока : интерактивная доска, презентация «Закон всемирного тяготения», видеоролик «Вращение Луны вокруг Земли».
Ожидаемый результат: усвоение закона всемирного тяготения, осознание границ применения его формулы, уяснение физического смысла гравитационной постоянной.
- Организационный момент.
- Актуализация знаний.
- Целеполагание.
- Изложение нового материала.
- Закрепление.
- Итог урока.
- Задание на дом.
Приветствует, создает позитивный настрой.
Сообщает план урока.
Отвечают на приветствие, настраиваются на активную деятельность.
Демонстрирует эксперимент по свободному падению тела, видеоролик «Вращение Луны вокруг Земли», 1-й слайд презентации.
После обсуждения темы урока выводит на экран соответствующий элемент на слайде: «Закон всемирного тяготения»
Наблюдают, поясняют увиденное, выдвигают предположения о теме сегодняшнего урока.
Резюмирует предположения о цели и задачах урока, включает слайд № 2 (цели и задачи урока)
Формулируют цели урока и ставят задачи.
Изложение нового материала
- Какие силы обуславливают притяжение тел друг к другу? Какими свойствами и особенностями они обладают?
После ответов учеников и выполнения чертежа у доски включается слайд 3.
- В переводе с греческого «космос» — это порядок. Порядок во Вселенной. Что же лежит в основе этого порядка? Посмотрите, какие взгляды на мир выказывали философы прошлого (слайд 4)
- На одном из предыдущих уроков мы изучали более поздние модели мира. Вспомним основную информацию о них. (слайд 5 – вопросы для самостоятельной работы по вариантам; слайд № 6 — ответы).
- Небольшие сообщения о Джордано Бруно и Иоганне Кеплере. (слайды 7 — 8)
- Подводит учеников к логическому выводу закона всемирного тяготения (от каких параметров зависит сила тяготения), слайд 9. После выполнения задания выводится слайд 10.
- Следующий важный момент: определение границ применимости нашей формулы (слайд 11, рисунок в учебнике на странице 61).
- Вспоминают учебный материал 7-го класса «Силы всемирного тяготения».
Выполняют чертеж: силы, действующие между Луной и Землей.
- Рассматривают иллюстрации, описывают увиденное, обнаруживают собственную эрудицию или выслушивают комментарии товарищей.
- Выполняют самостоятельную работу в тетрадях, затем осуществляют взаимопроверку и оценивание.
- Слушают, обсуждают. Ученик делает сообщение об истории открытия закона всемирного тяготения Ньютоном. Остальные слушают и дают рецензию (полнота раскрытия темы, новизна информации, качество изложения материала).
- Пытаются вывести формулу закона всемирного тяготения в виде и дать формулировку закона. Записывают закон.
- Выполняют задание, работают с учебником. Обсуждают с учителем, приводят примеры.
- Насколько велика сила тяготения? Приведите примеры. Невозможно рассчитать значение силы без знания коэффициента G. Придумайте способ (установку) для измерения G. Какими должны быть массы взаимодействующих тел? А каким – расстояние между ними?
- Обсуждение проектов.
- Знакомство с опытом Генри Кавендиша по определению гравитационной постоянной (слайды 12-13).
- Высказывают предположения, отвечают на вопросы, работают в группах по двое над разработкой проекта установки для измерения G.
- Слушают, зарисовывают установку.
Вернемся к задачам нашего урока. Удалось ли решить их? Добились ли мы своей цели? (слайд 14)
Пожалуйста, выскажите свое мнение о сегодняшнем занятии: было ли ново и интересно, раскрыта ли тема?
Снова формулируют задачи урока, делают выводы о выполнении. Подводят итог. На подготовленных листочках пишут свое мнение об уроке (этап рефлексии).
Формулирует и комментирует домашнее задание (слайд 15). Благодарит за урок.
Записывают домашнее задание. Благодарят за урок.
- Муравьёв А.В. Как учить школьников самостоятельно приобретать знания по физике. Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1970.
- Перельман Я.И. Физика на каждом шагу. – Москва: АСТ: 2013.
- Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9 кл.: учебник для общеобразоват. Учреждений – М.: Дрофа, 2008.
- Хрестоматия по физике: Учеб. Пособие для учащихся / Сост.: А.С. Енохович, О.Ф. Кабардин, Ю.А. Коварский и др.; под ред. Б.И. Спасского. – М.: Просвещение, 1982.
- Закон всемирного тяготения (Кафедра теоретической и экспериментальной физики, компьютерных методов физики [сайт] http://physics.kgsu.ru ).
- Закон всемирного тяготения (Класс!ная физика для любознательных [сайт] http://class-fizika.narod.ru/9_14.htm ).
- Кавендиша опыт (Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия [сайт] http://megabook.ru/media/КАВЕНДИША%20ОПЫТ ).
- Подготовка к уроку в соответствии с требованиями ФГОС (Менеджер образования [сайт] http://www.menobr.ru/materials/19/37639/ ).
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Урок с элементами исследовательской деятельности с использованием “Живой физики”.
: Решение задач по теме« Закон всемирного тяготения. ИСЗ » Цель урока.
Контрольная работа для 9 класса по теме «Законы Ньютона.Закон всемирного тяготения. Движение тела по окружности. Импульс тела. Закон сохранения импульса». Контрольная работа разработана имеет дв.
Урок изучения нового материала.
Конспект урока и презетация по физике для 9 класса.
Презентация используется при изучении темы «Закон всемирного тяготения» в 9 классе , учебник А.В.Перышкина и Е.М.Гутник.
Дано полное описание урока-конференции «Закон всемирного тяготения». Урок рассчитан на два часа учебного времени. В подготовке урока принимают участие ученики класса, они готовят свои сообщения и дела.
План-конспект урока по физике (9 класс) на тему:
Урок физики в 9 классе по теме «Закон всемирного тяготения»
Цели урока:
— обучающая: формирование понятия «гравитационные силы»; изучение закона всемирного тяготения, границ его применимости, знакомство с опытным определением гравитационной постоянной; раскрытие понятия «взаимодействие тел» на примере закона всемирного тяготения и ознакомление с областью гравитационных сил;
— развивающая: развитие умений анализировать учебный материал: наблюдать, сравнивать, сопоставлять изучаемые явления, факты, делать выводы; развитие умственной деятельности, целостности восприятия и умений анализировать знания;
— воспитательная: воспитание познавательного интереса культуры умственного труда и естественно-материалистического мировоззрения.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация к уроку, карточки – тесты на 2 варианта, блок-конспект, яблоки трех цветов для рефлексии (у каждого ученика).
Тип урока: комбинированный.
Предварительный просмотр:
Сафронова Эллина Георгиевна
Тема и номер урока в теме
Закон всемирного тяготения
Физика 9, А.В. Перышкин, Москва Дрофа 2011
— обучающая: формирование понятия «гравитационные силы»; изучение закона всемирного тяготения, границ его применимости, знакомство с опытным определением гравитационной постоянной; раскрытие понятия «взаимодействие тел» на примере закона всемирного тяготения и ознакомление с областью гравитационных сил;
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация к уроку, карточки – тесты на 2 варианта, блок-конспект, яблоки трех цветов для рефлексии (у каждого ученика).
Тип урока: комбинированный.
Сегодня тема урока будет связана с открытием великого человека, ученого с большой буквы . И вам предстоит определить о ком идет речь. (слайд 1)
- 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 об пол, а вымыть его можно было в пивной кружке.
- После серьезной подготовки он в 1660 г. поступил в Кембридж в качестве Subsizzfr’а (так назывались неимущие студенты, которые обязаны были также прислуживать членам колледжа), что не могло не тяготить его.
- В 1665г. стал магистром искусств.
- 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) (слайд 2)
В: Какие открытия Ньютона мы уже изучили?
(Законы движения и взаимодействия тел)
1.Повторение пройденного материала. Давайте вспомним эти законы.
Показ слайдов с «несерьезными стихами формулировок законов»
Задание. Попробуйте дать к «несерьезным формулировкам законов» серьезные пояснения. (слайд 3)
Представит первый свой закон
Почтенный Исаак Ньютон:
Что тело сохранит
Когда окрестные тела
Не производят впечатленье
(Дается формулировка 1 закона Н.)
И. Ньютон, собравши сил,
Все их складывать просил
Результат того сложенья
Масса же наоборот,
В знаменатель попадет.
(Дается формулировка 2 закона )
Записать закон и объяснить его
-Как изменится ускорение тела при увеличении силы в 4 раза, при уменьшении силы в 3 раза?
При увеличении массы тела в 1,5 раза, при уменьшении массы в 6 раз?
Решение задач: слайд 5
1.Рассчитать силу, действующую на тело массой 1,5 т , если оно движется с ускорением 2 м/с 2 . (ответ: 30 Н)
2.Обратная задача: С каким ускорением движется тело массой 1,5 т если на него действует сила 3000Н. (ответ: 2 м/с 2 )
Скажи-ка, дядя, ведь недаром и
Ньютон запомнить нас просил:
Все силы существуют парами-
Нет в мире одиноких сил
(Дается формулировка 3 закона Н.)
2.Изучение нового материала
1.Ответьте на вопросы:
-Почему мяч, брошенный горизонтально, падает на землю?
-Почему, когда несем сумку, полную покупок наша рука тянется к земле, почему падают листья, снег, почему человек, подпрыгнув не улетает в космическое пространство…?
Первый шаг – и первое падение-
Вот оно, земное тяготение…
Яблока свободное падение-
Результат того же тяготения.
Спутников вокруг Земли движение –
Это тоже сила притяжения.
Океана мощное «дыханье» —
Действие Луны на расстоянии.
Всей Вселенной вечное движение –
Действие закона притяжения.
…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? Сегодня на уроке мы рассмотрим закон всемирного тяготения, открытый И. Ньютоном в 1667 году.
Существует красивая легенда об открытии этого закона… (стихотворение читает Рыбалко Алина)
Ньютон под яблоней сидел.
Вот-вот должна прийти идея.
А плод над ним уже созрел,
К Земле всей массой тяготея.
Умолкли птицы, тишина.
Зажглись далекие светила,
И спелым яблоком Луна
Повисла в небе и светила.
Он мыслил, а Луна, кружась,
С Землею Солнце огибала.
Вещей невидимая связь
В ту ночь яснее проступала.
Ньютон взглянул на небосвод…
Но ветка дрогнула – и вот
На землю яблоко упало.
И может быть самый великий закон –
Всемирный закон тяготенья
Вращенье планет объясняет нам он
И яблок румяных паденье!Конечно, это всего лишь легенда. Но быть может, именно она явилась толчком к открытию одного из самых великих законов природы.
Сам же Ньютон в своей книге «Математические начала натуральной философии» утверждал «Тяготение существует ко всем телам вообще и пропорционально массе каждого из них… все планеты тяготеют друг к другу… тяготение к каждой из них в отдельности обратно пропорционально квадратам расстояний места до центра этой планеты»
Слайд 10 с формулой и формулировкой закона
Ребята, у вас на столах конспекты новой темы, где вы можете прочитать закон, формулу
Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Работа с формулой
-Как изменится сила притяжения , если массу одного из тел увеличить в 3 раза? Массу каждого тела увеличить в 3 раза? Расстояние между телами уменьшить в 2 раза? увеличить в 4 раза?
Сам Ньютон не смог рассчитать значение гравитационной постоянной (не хватало точного эксперимента) Это сделал другой ученый Кавендиш.
Просмотр видеофрагмента «Опыт Кавендиша»
Запись значения гравитационной постоянной (одна из фундаментальных постоянных)
Формула дает точный расчет в трех случаях:
- Тела произвольной формы имеют небольшие размеры по сравнению с расстоянием между ними
- Тела имеют форму шаров
- Тело любой формы находится вблизи другого шарообразного тела гораздо больших размеров
- На основе теории тяготения Ньютона 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.
-
Образовательные:
- сформировать понятие гравитационных сил;
- добиться усвоения закона всемирного тяготения;
- познакомить с опытным определением гравитационной постоянной;
- познакомить с понятиями “моделирование”, “модель”, “компьютерное моделирование”.
-
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;
- научить работать с экспериментальной математические моделью.
- компьютерный класс
- полный интерактивный курс «Открытая астрономия»
- 1С: Репетитор
- видеопроектор, экран
- презентация учащихся (Приложение)
Оборудование к уроку:
Домашнее задание: §15, упр15.
План урока:
1. Организация начала урока, объявление темы и цели урока – 3 мин.
2. Повторение пройденного материала по теме «Три закона Ньютона» – 7 мин.
3. Новый материал – 20 мин.
4. Работа с презентацией – 15 мин.
5. Работа с моделями в компьютерном классе – 42 мин.
6. Подведение итогов урока – 3 мин.1-й урок ведет учитель физики.
1. Цель урока
– Сегодня на уроке мы с вами изучим закон всемирного тяготения, покажем его практическую значимость. Шире раскроем понятие взаимодействия тел на примере этого закона и ознакомимся с областью действия гравитационных сил.
2. Постановка проблемы
– Сможем ли мы сегодня на уроке определить массу Земли?
3. Повторение. Проверка домашнего задания
– 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 с меньшим ускорением, 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?
7. Применить первый закон Ньютона для падающего тела.
8. Применить второй закон Ньютона для падающего тела.
9. Применить третий закон Ньютона для падающего тела и Земли.4. Изучение нового материала
На доске помещены портреты ученых и приготовлен план беседы с учащимися 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.
Николай Коперник
Тихо Браге
Иоган Кеплер
Исаак НьютонПосле 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.
Далее вводится закон всемирного тяготения.
Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния R между ними:
,
где G = 6,67 • 10 – 11 м 3 /кг • с 2 – гравитационная постоянная. Демонстрируется опыт Кавендиша по определению гравитационной постоянной с диска 1С: Репетитор. 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. Одним из проявлений закона всемирного тяготения является сила тяжести. Сила тяжести направлена к центру Земли и на поверхности Земли равна F = mg.
Ответ на проблемный вопрос, поставленный вначале урока:
, 
, 
Постановка и работа над следующими проблемами:
1. Чем ограничиваются размеры животных на Земле?
Фактически насекомые обитают в условиях сильно пониженной по сравнению с более крупными животными гравитации. Поэтому вопрос о том, какой вес смог бы поднять муравей, если бы был размером со слона, просто не имеет смысла. Строение тела насекомых и вообще всех мелких животных оптимально именно для пониженного тяготения, и ноги у муравья просто не выдержат веса тела, не говоря уже о каком-то дополнительном грузе. Так сила тяжести накладывает ограничения на размеры наземных животных, и самые крупные из них (например, динозавры), по-видимому, существенную часть времени проводили в воде.
2. Чему равен вес самых тяжелых из земных птиц?
Летательные способности в животном мире также ограничены массой тела. Не только сила мышц, но и площадь крыльев растет пропорционально квадрату линейных размеров, т.е. при некоторой предельной массе тела полеты становятся невозможными. Эта критическая масса составляет примерно 15 – 20 кг, что соответствует весу самых тяжелых из земных птиц. Поэтому очень сомнительно, что древние гигантские ящеры действительно могли летать; скорее всего, их крылья позволяли им только планировать с дерева на дерево.
3. Почему среди тяжелоатлетов так много низкорослых?
Достаточно распространено мнение, что занятия тяжелой атлетикой замедляют рост спортсменов, поэтому, мол, среди тяжелоатлетов так много низкорослых. На самом деле низкорослость штангистов действительно наблюдается, но только в ограниченных весовых категориях, особенно среди легковесов. Каждый тип ткани (мышцы, кости, кожа, жировая прослойка и т.д.), из которых состоит тело, составляет определенный процент от его общего веса. И если предположить, что эти пропорции одинаковы для двух человек разного роста, то более низкий человек, естественно, будет весить меньше. Однако если он за счет мышц наберет такую же массу тела, что и высокий, то это будет означать, что абсолютная мышечная масса у него больше. А больше мышечная масса – больше сечения мышц, и, следовательно, в этих условиях при равной массе тела низкий тяжелоатлет действительно сильнее высокого, поэтому последние просто отсеиваются.
5. Показ учащимися класса презентации к уроку (Приложение)
Презентация напоминает учащимся строение Солнечной системы и готовит учащихся для работы в компьютерном классе с моделями.
6. Беседа о моделировании
1. Прототипы моделей.
2. Классификация моделей.:
3. Признаки моделей.
4. Классификация по областям использования:учебные модели;
опытные модели;
научно-технические модели;
игровые модели;
имитационные модели.5. Классификация с учётом фактора времени и области использования
динамическая модель;
статическая модель.6. Классификация по способу представления
материальные и информационные модели;
знаковые и вербальные модели;
компьютерные и некомпьютерные.2-й урок ведут учителя информатики и физики в компьютерном классе.
7. Работа с моделями
Карточка-задание №1 к модели «Гравитация внутри Земли»
1. Установите расстояние от центра Земли до центра тоннеля 0.
2. Наблюдайте, что при нажатии кнопки Старт в туннель начинает падать тело.
Тело летит к центру туннеля под действием силы тяжести.
Пройдя середину тоннеля на максимальной скорости, оно начинает замедляться. Достигнув противоположной точки туннеля, тело останавливается и начинает падать обратно, совершая таким образом колебательные движения.
График зависимости ускорения тела от времени приведен справа вверху.
3. Сделайте вывод: Если считать Землю однородным шаром, сила тяжести внутри ее уменьшается пропорционально расстоянию до центра.
4. Повторите пункты 1,2,3, для других расстояний от центра Земли до центра тоннеля.Карточка-задание №2 к модели «Законы Кеплера»
1. Проверьте первый закон Кеплера на примере движения спутника Земли.
а. Найдите скорости эллиптических орбит на разных расстояниях от центра Земли.
б. Изменением начальной скорости небесного тела превратите эллиптическую орбиту в гиперболическую.2. Проверьте второй закон Кеплера на примере движения спутников Земли.
а. Установите две эллиптические орбиты.
б. Заметьте равенство площадей, заметаемых радиус–вектором небесного тела за равные промежутки времени.
в. Заметьте, что при этом скорость тела меняется в зависимости от расстояния до Земли (особенно хорошо это заметно, если тело движется по сильно вытянутой эллиптической орбите).3. Проверьте третий закон Кеплера на примере движения спутников Земли.
а. Задайте параметры эллиптической орбиты каждого спутника.
б. Сравнив периоды обращения и радиусы орбит спутников, убедитесь в справедливости закона:
Карточка-задание №3 к модели «Движение спутников»
1. Найдите скорости эллиптических орбит на разных расстояниях от центра Земли.
2. Найдите скорости гиперболических орбит на разных расстояниях от центра Земли.Карточка-задание к модели №4 «Элементы орбиты спутника»
1. Познакомьтесь с моделью, демонстрирующей основную систему координат, применяемую для описания положения искусственных спутников Земли, – систему орбитальных элементов.
2. Найдите шесть элементов, которые определяют положение и наклон орбиты относительно земного экватора, размеры орбиты и положение спутника на ней. Ось OX направлена на точку весеннего равноденствия.
3. Заметьте, что если выключатель, соответствующий объекту системы, не выбран, этот объект отображается серым цветом. Если же его выбрать, то объект окрасится ярким цветом, а на схеме появится его название.Карточка-задание к модели №5 «Межпланетный перелет»
1. Нажмите на кнопку Старт.
2. Заметьте, что ракета, обращающаяся вместе с Землей, включит двигатели и выйдет на промежуточную эллиптическую орбиту (эллипс Гомана). При достижении афелия двигатели включаются еще раз, и космический аппарат перейдет на орбиту Марса. Время старта должно быть точно рассчитано, чтобы в тот момент, когда межпланетная станция перейдет на марсианскую орбиту, планета оказалась в том же месте.
3. Повторите в обратном порядке.Карточка-задание к модели №6 «Гравитационный маневр»
1. Познакомьтесь с понятием «Гравитационный маневр»Гравитационным (или пертурбационным) маневром называется маневр космического аппарата в поле тяжести планеты с целью увеличения собственной скорости аппарата.
2. Наблюдайте данный маневр. Модель запускается кнопкой Старт. При этом справа на прицельном расстоянии с начальной скоростью
начинает двигаться космический аппарат. Пролетая мимо планеты, он разворачивается на угол 
(его значение можно посмотреть в информационном окне) или сталкивается с поверхностью планеты (если прицельное расстояние или начальная скорость слишком малы).
3. Наблюдайте маневр для увеличения собственной скорости космического аппарата Этот эффект сходен с эффектом увеличения скорости шарика после удара с массивной упругой стенкой, движущейся ему навстречу. Если скорость шарика до удара была
, а стенки – u, то после удара шарик приобретает скорость 2u + (это становится ясным, если перейти в систему отсчета, связанную со стенкой). Спутник же увеличивает свою скорость, когда разворачивается вокруг планеты, двигающейся ему навстречу.8. Домашнее задание. Подведение итогов урока. Рефлексия.
xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai
3.Закрепление материала. Решение задач слайд 13
1.Рассчитайте силу всемирного тяготения между двумя учениками, сидящими за одной партой. Массы учеников 50 кг, расстояние 1 м?
Ответ: 1,67*10 -11 Н. Сила так незначительна, что не разорвет даже нить.
А на море корабли
В дрейф давно уже легли.
Между ними 20 миль.
Коль закон ты не забыл,
Силу ты сумей найти,
Что сближает корабли.
Знай, что эти корабли-
Каждый массой тонн пяти.
1морская миля= 1,852км
Слайд 15 Звучит песня «Притяжение Земли», учащиеся выполняют тест
4.Проверка усвоения нового материала. Тест
1.Закон всемирного тяготения открыл:
А.И.Ньютон Б. Г.Галилей
2.Значение гравитационной постоянной:
А. G=1,67*10 -11 Н*м 2 /кг 2
Б.G= 6,67*10 -11 Н*м 2 /кг 2
3.С увеличением расстояния между телами, сила притяжения….
4.Как изменится сила всемирного тяготения при увеличении расстояния между телами в 2 раза?
А.увеличится в 2 раза
5.Явление всемирного тяготения заключается в том, что
А.все тела во Вселенной имеют вес
Б.между всеми телами во Вселенной действуют силы притяжения
1.Значение гравитационной постоянной впервые измерил:
2.Формула закона всемирного тяготения имеет вид:
3. Притяжение тел к земле – один из случаев
4.С увеличением массы одного из тел в 4 раза, сила всемирного тяготения
А.увеличится в 4 раза
Б.уменьшится в 4 раза
5.Формула закона всемирного тяготения дает точный результат при расчете силы, если оба тела
План-конспект открытого урока по теме «Закон всемирного тяготения. Движение в гравитационном поле»
Тема: «Закон всемирного тяготения. Движение в гравитационном поле»
Тип урока: комбинированный.
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: