Конспект урока «Закон всемирного тяготения» по физике для 9 класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия»

г. Александровск Пермский край

Конспект урока физики в 9 классе «Закон всемирного тяготения»

Павлович Елена Мартиновна

учитель физики высшей категории

г. Александровск

2012

Урок «Закон всемирного тяготения» в 9 классе.

Цели урока:

- изучить закон всемирного тяготения, историю открытия закона;

- показать практическую значимость закона, границы его применения.

Ход урока

«Легче кажется двигать самые планеты, чем постичь их сложное движение».

К.Птолемей

I Изучение нового материала

Повседневные наблюдения убеждают нас в том, что все тела притягиваются к Земле. С земным притяжением человек знакомится в раннем возрасте. Упавшая на пол игрушка знакомит ребёнка с притяжением тел к Земле. Мяч, брошенный вверх, падает на Землю. Яблоко отрывается от яблони и тоже падает на Землю. Луна словно на привязи обращается вокруг Земли, а Земля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца. Все тела во Вселенной притягиваются друг другу. Это притяжение было названо всемирным тяготением. Попытки объяснить движение небесных тел, в частности, планет солнечной системы предпринимались очень давно. Были разработаны две системы мира.

Назовите две системы мира. В чём суть этих систем? (геоцентрическая (К.Птолемей) и гелиоцентрическая (Н.Коперник).

Сторонником Коперника был М.В.Ломоносов, который описал в своём стихотворении спор Птолемея и Коперника.

Случились вместе два Астронома в пиру

И спорили весьма между собой в жару.

Один твердил: земля, вертясь, круг Солнца ходит;

Другой, что Солнце все с собой планеты водит:

Один Коперник был, другой слыл Птоломей.

Тут повар спор решил усмешкою своей.

Хозяин спрашивал: «Ты звёзд теченье знаешь?

Скажи, как ты о сём сомненье рассуждаешь?»

Он дал такой ответ: «Что в том Коперник прав,

Я правду докажу, на Солнце не бывав.

Кто видел простака из поваров такова,

Который бы вертел очаг кругом жаркова?»

1761 г.

Что же удерживает планеты в их движении вокруг Солнца?

О притяжении планет к Солнцу говорили многие учёные.

1) Тихо Браге – датский астроном, наблюдал за движением планет.

2) Николай Коперник – создал гелиоцентрическую систему.

3) Иоганн Кеплер – установил законы движения планет вокруг Солнца.

4) Исаак Ньютон – выяснил, как планеты обращаются вокруг Солнца.

Первые мысли о природе сил, определяющих движение небесных тел, возникла ещё у Ньютона студента. Согласно легенде, мысль о всемирном тяготении осенила Ньютона в тот момент, когда он, отдыхая в саду, увидел падающее яблоко. Было это или нет, никто точно не знает. Первые вычисления не дали правильных результатов, так как имеющиеся в то время данные о расстоянии между Землёй и Луной были неточными. После того как было уточнено это расстояние, Ньютон опубликовал свой закон.

Формулировка закона:

Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

m₁ m₂

F = G ^{-------------------}

r²

F – сила гравитационного притяжения;

m_1, m₂ – массы тел;

r – расстояние между телами;

G – гравитационная постоянная.

G= 6,67 · 10^-11 Н · м² /кг²

Гравитационная постоянная была измерена Кавендишем с помощью крутильных весов. Установка представляла собой деревянное коромысло с прикреплёнными к его концам небольшими свинцовыми шарами радиусом

5 см и массой 775 г. Оно подвешено на нити из посеребрённой меди длиной 1 метр. К шарам подносят шары большего размера радиусом 20 см и массой 49,5 кг, сделанные также из свинца. В результате действия гравитационных сил коромысло закручивается на некий угол. По углу поворота коромысла можно вычислить гравитационную постоянную.

Границы применимости закона:

1. Для шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых значительно меньше размеров шара.

2. Для тел, имеющих форму шара.

3. Для материальных точек.

Открытие закона позволило Ньютону создать теорию движения небесных тел. Но почему все тела притягиваются друг к другу? Ответ на этот вопрос Ньютон не дал.

«Причину же свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю. Довольно того, что тяготение на самом деле существует и действует согласно изложенным нами законам и вполне достаточно для объяснения всех движений небесных тел и моря».

Скажите, какое явление подразумевал Ньютон, говоря о море? (приливы и отливы).

Как они образуются?

Практическая значимость закона.

1. Закон объясняет движение планет.

2. Закон объясняет приливы и отливы.

3. Закон объясняет солнечные и лунные затмения.

4. Закон объясняет движение космических кораблей.

Одно из блестящих подтверждений закона произошло спустя 120 лет после смерти Ньютона. Это было открытие планеты Нептун.

II Закрепление изученного материала

Решение задач.

Скажите, а мы с вами притягиваемся?

Задача №1. Оцените силу притяжения между соседями по парте. Все необходимые данные оцените сами. Работаем в парах.

Задача №2. Вычислите силу притяжения Луны к Земле. Все необходимые данные найдите в таблице. (F = 2*10²⁰ Н).

Задача №3. Два корабля массой 50000 т каждый стоят на рейде на расстоянии 1 км друг от друга. Какова сила притяжения? (F = 0,17 Н).

Задание №4. Эпиграфом к уроку служат слова Птолемея. Прокомментируйте их.

III Домашнее задание

§15

IV Подведение итогов урока.

Сегодня мы говорили о яблоке, которое упало на голову Ньютону. Я хочу угостить всех яблоком.

Литература:

1. А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник. Физика 9 класс. М.: Дрофа, 2003.

2.С.В. Громов. Физика 9 класс. М.: Просвещение, 2002.

3. В.А. Волков. Поурочные разработки по физике. М.: «Вако», 2005.