оригинальный файл 183.1 Кб

Конспект по теме «Закон ВСЕМИРНОГО тяготения»
Цель урока : Изучить закон всемирного тяготения, показать его практическую значимость.
Задачи урока:
1.Образовательные:
сформировать понятие гравитационных сил, добиться усвоения закона всемирного
тяготения, познакомить с опытным определением гравитационной постоянной;
2.Воспитательные:
прививать интерес к физике и истории физики;
показать роль мысленного эксперимента в научном познании;
воспитывать чувство взаимопомощи и внимания друг к другу, умение работы в паре и в
группе.
3. Развивающие:
развивать у учащихся умения и навыки сравнения, анализа причинно-следственных
связей;
формировать способности объединять разрозненные факты в единое целое.
развивать логику мышления, в целях формирования научного мировоззрения.
Оборудование к уроку:
Компьютер, видеопроектор, экран, презентация.
Этапы учебного занятия:
1. Организационный (1мин.)
2. Повторение изученного материала (5мин.)
3. Изучение нового материала (20мин.)
4. Самостоятельная работа (12-14мин.)
5. Домашнее задание (1мин.)
6. Подведение итогов (1мин.)
1. Приветствие
2. Начнем с того, что мы уже знаем. Вспомним и ответим на следующие вопросы:
 Перечислите основные физические величины динамики? (Масса, сила.)
 Что такое масса тела? (Физическая величина, количественно характеризующая
свойства тел приобретать разные скорости при взаимодействии, то есть
характеризующая инертные свойства тела.)
 Какую физическую величину называют силой? (Сила – физическая величина,
количественно характеризующая внешнее воздействие на тело, в результате
которого оно приобретает ускорение или деформируется.)

Первый закон Ньютона (существуют такие системы отсчета, относительно которых
тело (материальная точка) при отсутствии на нее внешних воздействий (или при их взаимной
компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.)
 Второй закон Ньютона (Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей
всех действующих на тело сил и обратно пропорционально массе тела.).
 Третий закон Ньютона – закон взаимодействия. (Тела действуют друг на друга
силами, равными по величине и противоположными по направлению. Пояснения к
закону: 1) силы не компенсируют друг друга, так как приложены к разным телам; 2)
пара сил взаимодействия всегда одной природы.)
1


Приведите пример взаимодействия тел и опишите пару сил взаимодействия между
ними.
Изобразите силы действия и противодействия в случае взаимодействия тел
Fn
N
T
З
N
Л
Fтр2
Fтр1
P
P
P
Р – вес тела, N – реакция опоры,
Т – натяжение Fn – сила притяжения
Fтр1 – приложено к бруску
Fтр2 – к наклонной плоскости
Мы повторили основные понятия, которые помогут нам изучить тему занятия.
3.(На доске или экране вопросы и рисунок.)
Сегодня мы должны ответить на вопросы:

почему наблюдается падение тел на Земле?

почему планеты движутся вокруг Солнца?

почему Луна движется вокруг Земли?
Согласно II закону Ньютона, тело движется с ускорением только под действием силы.
Сила и ускорение направлены в одну сторону.
ОПЫТ. Шарик поднять на высоту и выпустить. Тело падает вниз. Мы знаем, что его
притягивает к себе Земля, то есть на шарик действует сила тяжести.
А только ли Земля обладает способностью действовать на все тела с силой, которую
называют силой тяжести?
Исаак Ньютон
В 1667 году английский физик Исаак Ньютон высказал
предположение о том, что вообще между всеми телами
действуют силы взаимного притяжения.
Их называют теперь силами всемирного тяготения или
гравитационными силами.
Итак: между телом и Землей, между планетами и
Солнцем, между Луной и Землей, между всеми телами
действуют силы всемирного тяготения, обобщенные в
закон.
Все тела взаимодействуют друг с другом силой, прямо пропорциональной произведению масс
этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
Закон справедлив для:
1. Однородных шаров.
2. Для материальных точек.
3. Для сферической формы.
2
Гравитационное взаимодействие существенно при больших массах, а для окружающих нас
макротел сила взаимодействия очень мала.
Внимание!
1. Закон не объясняет причин тяготения, а только устанавливает количественные
закономерности.
2. В случае взаимодействия трех и более тел задачу о движении тел нельзя решить в общем
виде. Требуется учитывать "возмущения", вызванные другими телами (открытие Нептуна
Адамсом и Леверье в 1846 г. и Плутона в 1930).
3. В случае тел произвольной формы требуется суммировать взаимодействия между малыми
частями каждого тела.
Проанализируем закон:
1. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей тела.
⃗⃗⃗⃗
𝐹1
𝑚1
⃗⃗⃗⃗⃗
𝐹2
𝐹⃗1 = −⃗⃗⃗⃗
𝐹2
𝐹=𝐺
𝑚2
𝑚1 ∙ 𝑚2
𝑟2
2. G - постоянная всемирного тяготения (гравитационная постоянная). Числовое значение
зависит от выбора системы единиц.
G = 6,67·10–11 Н·м2/кг2 = 6,67·10–11 м3/кг·с2 –гравитационная постоянная.
Гравитационная постоянная численно равна модулю силы тяготения, действующей на
тело массой 1 кг, со стороны другого тела такой же массы при расстоянии между ними, равном 1
м.
Впервые гравитационная постоянная была измерена английским физиком Г. Кавендишем
в 1788 г. с помощью прибора, называемого крутильными весами. Г. Кавендиш закрепил два
маленьких свинцовых шара (диаметром 5 см и массой 775 г каждый) на противоположных
концах двухметрового стержня. Стержень был подвешен на тонкой проволоке. Два больших
свинцовых шара (20 см диаметром и массой 45,5 кг) близко подводились к маленьким. Силы
притяжения со стороны больших шаров заставляли маленькие перемещаться, при этом
проволока закручивалась. Степень закручивания была мерой силы, действующей между шарами.
Эксперимент показал, что гравитационная постоянная
G = 6,66 · 10-11 Н·м2/кг2.
Схема опыта Кавендыша.
3
Схематическое изображение крутильных весов Г. Кавендыша
Исаак Ньютон произвел первые расчеты. Чтобы объяснить движение Луны, ему
пришлось предположить, что сила тяготения Земли убывает с расстоянием. Если расстояние
увеличивается в 2 раза, то сила уменьшается в 4 раза, а если расстояние увеличивается в 10 раз,
то сила уменьшается в 100 раз (говорят, что сила обратно пропорциональна квадрату
расстояния).
По его гипотезе между всеми телами Вселенной действуют силы притяжения
(гравитационные силы), направленные по линии, соединяющей центры масс. У тела в виде
однородного шара центр масс совпадает с центром шара.
4