Giáo án Vật Lí 10 Bài 11: Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn (mới, chuẩn nhất)

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo.

Lực nào giữ cho mặt trăng chuyển động quanh trái đất. Lực nào giữ cho trái đất và các hành tinh chuyển động quanh mặt trời?

GV đi vào bài mới.

HS trả lời

Tiết 19

Bài 11: LỰC HẤP DẪN - ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức

Mục tiêu: định luật hấp dẫn và viết được hệ thức liên hệ của lực hấp dẫn (giới hạn áp dụng của công thức đó).

Giải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn.

Phân biệt lực hấp dẫn với các loại lực khác như: lực điện, lực từ, lực ma sát,…

Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản.

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

- Gv: Thả một vật nhỏ (cái hộp) rơi xuống đất.

- Lực gì đã làm cho vật rơi?

- Trái đất hút cho hộp rơi. Vậy hộp có hút trái đất không?

- Cho hs xem tranh hình 11.1

- Chuyển động của trái đất và mặt trăng có phải là chuyển động theo quán tính không?

- GV nhận xét

- Khái quát: mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau bằng 1 loại lực gọi là lực hấp dẫn.

- Lực này có đặc điểm gì khác với các loại lực đã được biết?

Hoạt động 1: Tìm hiểu về lực hấp dẫn

- Quan sát rồi trả lời: (lực hút của trái đất)

- Suy nghĩ trả lời

- Quan sát tranh

- HS trả lời

- HS ghi nhận lực hấp dẫn

- HS trả lời

I. Lực hấp dẫn

   Lực hấp dẫn là lực hút của mọi vật trong vũ trụ.

Cho 2 vật, khối lượng lần lượt là m₁; m₂, đặt cách nhau một khoảng r (hình vẽ)

a. Hãy vẽ các vectơ thể hiện lực hấp dẫn giữa 2 vật.

b. Nhận xét về đặc điểm của các vectơ lực vừa vẽ.

- Nhận xét câu trả lời của HS

- Đọc nội dung định luật

HS trả lời

- Đọc nội dung định luật

II. Định luật vạn vật hấp dẫn

1. Định luật

    Lực hấp dẫn giữa 2 chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích 2 khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoản cách giữa chúng.

- Viết công thức của lực hấp dẫn.

- Gọi 1 hs lên bảng viết
- Nhận xét về công thức hs vừa viết

- Trong đó:  gọi là hằng số hấp dẫn

- Vì sao trong đời sống hàng ngày, ta không cảm thấy được lực hút giữa các vật thể thông thường?

- Dựa vào ĐL, tự viết công thức.

- 1 em lên bảng viết:

- HS suy nghĩ và trả lời

2. Hệ thức

Trong đó:

- m₁; m₂ là khối lượng của 2 chất điểm. (kg)

- r: khoảng cách giữa chúng (m)

: Gọi là hằng số hấp dẫn

Có thể hiểu trọng lực chính là gì?

- Điểm đặt của trọng lực ở đâu?

- Vậy trọng tâm của vật là gì? Dán hình 11.3

- GV hướng dẫn HS lập công thức tính gia tốc trọng trường.

- Trọng lực là lực hấp dẫn.

- Gọi hs lên bảng viết công thức. Gv nhận xét.

- Hãy viết công thức tính trọng lượng của vật theo ĐL II Niu-tơn

- Từ (1)và (2) chúng ta rút ra công thức tính g.

- Khi độ cao h càng lớn thì giá trị của g như thế nào?

- Viết công thức tính g ở gần mặt đất?

- Vậy tại một điểm nhất định g có giá trị như thế nào?

- Chú ý những nhận xét trên đây về trị số của g được rút ra từ ĐLVVHD và định luật II Niu-tơn. Chúng hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm. Điều đó nói lên tính đúng đắn của các định luật đó.

- HS trả lời

- Trọng lực đặt vào tâm của vật.

- Lên bảng viết:

- Hs viết:    P = mg  (2)

- Hs làm theo yêu cầu gv:

- H tăng thì g giảm.

- Dựa vào công thức vừa viết được để trả lời.

III. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn

   Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật đó.

   Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực của vật.

   Biểu thức của trọng lực theo ĐLVVHD:

Trong đó: m là khối lượng của vật

h: độ cao của vật so với mặt đất

M: Khối lượng trái đất

R: Bán kính trái đât.

Theo ĐL II Niu-tơn:P = m.g (2)

Suy ra:

Nếu vật ở gần mặt đất

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Khi nói về lực hấp dẫn giữa hai chất điểm, phát biểu nào sau đây sai?

    A. Lực hấp dẫn có phương trùng với đường thẳng nối hai chất điểm.

    B. Lực hấp dẫn có điểm đặt tại mỗi chất điểm.

    C. Lực hấp dẫn của hai chất điểm là cặp lực trực đối.

    D. Lực hấp dẫn của hai chất điểm là cặp lực cân bằng.

Câu 2: Một vài có khối lượng m đặ ở nơi cso gia tốc trọng trường g. Phát biểu nào sau đây sai?

    A. Trọng lực có độ lớn được xác định bởi biểu thức P = mg.

    B. Điểm đặt của trọng lực là trọng tâm của vật.

    C. Trọng lực tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

    D. Trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật.

Câu 3: Một viên đá đang nằm yên trên mặt đất, lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng vào hòn đá có giá trị

    A. lớn hơn trọng lượng của hòn đá.

    B. nhỏ hơn trọng lượng của hòn đá.

    C. bằng trọng lượng của hòn đá

    D. bằng 0.

Câu 4: Hai quả cầu đồng chất có khối lượng 20 kg, bán kính 10 cm, khoảng cách giữa hia tâm của chúng là 50 cm. Biết rằng số hấp dẫn là G =

Độ lớn lực tương tác hấp dẫn giữa chúng là

    A. 1,0672.10^-8 N.

    B. 1,0672.10^-6 N.

    C. 1,0672.10^-7 N.

    D. 1,0672.10^-5 N.

Câu 5: Hai khối cầu giống nhau được đặt sao cho tâm cách nhau khoảng r thì lực hấp dẫn giữa chúng là F. Nếu thay một trong hai khối cầu trên bằng một khối cầu đồng chất khác nhưng có bán kính lớn gấp hai, vẫn giữ nguyên khoảng cách giữa hai tâm (hai khối cầu không chạm nhau) thì lực hấp dẫn giữa chùng lúc này là

    A. 2F.

    B. 16F.

    C. 8F.

    D. 4F.

Câu 6: Cho biết khoảng cách giữa tâm Mặt Trăng và tâm Trái Đấtlà 38.10⁷m; khối lượng Mặt Trăng và Trái Đất tương ứng là 7,37.10²² kg và 6.10²⁴kg; hằng số hấp dẫn G = 1,0672.10^-8 N. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là

    A. 0,204.10²¹ N.

    B. 2,04.10²¹ N.

    C. 22.10²⁵ N.

    D. 2.10²⁷ N.

Câu 7: Ở mặt đất, một vật có trọng lượng 10 N. Nếu chuyển vật này ở độ cao cách Trái Đât một khoảng R (R là bán kính Trái Đất) thì trọng lượng của vât bằng

    A. 1 N.

    B. 2,5 N.

    C. 5 N.

    D. 10 N.

Câu 8: Biết gia tốc rơi tự do ở đỉnh và chân một ngọn núi lần lượt là 9,809 m/s² và 9,810 m/s². Coi Trái Đất là đồng chất và chân núi cách tâm Trái Đất 6370 km. Chiều cao ngọn núi này là

    A. 324,7 m.

    B. 640 m.

    C. 649,4 m.

    D. 325 m.

Câu 9: Coi khoảng cách trung bình giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng Trái Đất 81 lần. Xét vật M nằm trên đường thẳng nối tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng mà ở đó có lực hấp dẫn của Trái Đất và của Mặt Trăng cân bằng nhau. So với bán kính Trái Đất, khoảng cách tự M đền tâm Trái Đất gấp

    A. 56,5 lần.

    B. 54 lần.

    C. 48 lần.

    D. 32 lần.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

1.  Tại sao hằng ngày ta không cảm nhận được lực hấp dẫn giữa ta với các vật xung quanh như bàn,ghế,tủ,…?

2. Vì sao chỉ chú ý đến trường hấp dẫn xung quanh những vật thể có khối lượng rất lớn (mặt trời, trái đất,…)?

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện. 

1. Hàng ngày ta không cảm nhận được lực hấp dẫn giữa ta với các vật xung quanh là vì lực này vô cùng nhỏ so với lực hút (lực hấp dẫn) của trái đất tác dụng lên chúng ta.

2. Lực hấp dẫn giữa các vật thông thường trong đời sống hàng ngày là rất nhỏ, không đáng kể. Lực hấp dẫn giữa các vật với trái đất, giữa các hành tinh với nhau…là đáng kể vì khối lượng của chúng rất lớn. trường hấp dẫn xung quanh Trái đất gây ra chuyển động rơi cho mọi vật trên trái đất.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Tìm thêm ví dụ thực tế về lực hấp dẫn