Giáo án Vật lý Lớp 10 - Bài 11: Lực hấp dẫn-Định luật vạn vật hấp dẫn - Vũ Hồng Thủy

Họ và tên: Vũ Hồng Thủy
Lớp: THSP NO2	 
 Bài 11: LỰC HẤP DẪN - ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN.
MỤC TIÊU:
Về kiến thức:
- Nêu được khái niệm về lực hấp dẫn và các đặc điểm của lực hấp dẫn.
- Phát biểu được định luật hấp dẫn và viết được hệ thức liên hệ của lực hấp dẫn.
- Viết được công thức của lực hấp dẫn và giới hạn áp dụng của công thức đó.
Về kỹ năng:
- Dùng kiến thức về lực hấp dẫn để giải thích một số hiện tượng liên quan. 
- 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.
Về thái độ:
 - Có hứng thú học tập môn vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học.
- Hiểu được tầm quan trọng của kiến thức này ứng với thực tế trong đời sống.
Về năng lực: 
- Năng lực tự học, tự nghiên cứu.
- Năng lực tính toán.
- Năng lực giao tiếp, hợp tác.
CHUẨN BỊ:
- Gv: Hình ảnh chuyển động của các hành tinh xung quanh hệ mặt trời
-Hs: Ôn lại kiến thức về sự rơi tự do và trọng lực 
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số lớp.
2. Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ. 
Câu 1:Viết biểu thức của định luật III Niu-tơn? Nêu đặc điểm của cặp “lực và phản lực” trong tương tác giữa hai vật?
3. Hoạt động 3: Tìm hiểu về lực hấp dẫn.
Hoạt động của GV.
Hoạt động của HS.
Nội dung bài học.
-Đặt vấn đề: Như chúng ta đã biết mặt trăng thì quay xung quanh trái đất, trái đất và các hành tinh khác quay xung quanh mặt trời theo quỹ đạo gần tròn cụ thể có là quỹ đạo elip => Vậy lực nào đã gây ra những chuyển động này?
+ Để trả lời câu hỏi này chúng ta vào bài học hôm nay.
-Niu tơn (1642) là nhà vật lý người Anh. Ông được coi là người đặt nền móng cho cơ học nói riêng và Vật lý 
nói chung. 
Ông là người đầu tiên đã kết hợp được những kết quả quan sát thiên văn về chuyển động của các hành tinh với những kết quả nghiên cứu về sự rơi của các vật trên trái đất và do đó phát hiện ra rằng, mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.
- Từ khái niệm lực hấp dẫn giải thích câu hỏi ở phần đặt vấn đề. 
[?] Lực hấp dẫn có đặc điểm gì khác với các loại lực ta đã được biết như lực dand hồi và lực ma sát?
-KL: Khác với lực đàn hồi và lực ma sát là lực tiếp xúc, lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật. 
- Suy nghĩ trả lời: lực đàn hồi và ma sát là các lực tiếp xúc còn lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa 
- HS ghi nhận lực hấp dẫn
BÀI 11: LỰC HẤP DẪN ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN 
I. Lực hấp dẫn
 - Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn 
- Đặc điểm: là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật 
4.Hoạt động 4: Tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn.
Hoạt động của GV.
Hoạt động của HS.
Nội dung bài học.
- sử sách kể lại rằng niu-tơn ngồi dưới gốc cây táo để đọc sách, rồi đột nhiên, một quả táo rơi chúng đầu ông. Và ông nghĩ tại sao quả táo lại rơi xuống đất nhỉ. Và sau đó ông đưa ra định luật vạn vật hấp dẫn. 
Vậy nội dung định luật ấy như thế nào? 
- Phần 1 nói với chúng ta rằng mọi vật đều hút nhau với một lực ta gọi là lực hấp dẫn giả sử có 2 vật ta gọi là m1, m2 kích thước nhỏ ta coi vật 1 là chất điểm thì vật 2 cũng là chất điểm, đặt cách nhau một khoảng r (hình vẽ)
m1
r
 m2 
Hãy vẽ các vectơ thể hiện lực hấp dẫn giữa 2 vật?
-lực hấp dẫn giữa hai chất điểm nằm trên đường thẳng nối hai chất điểm này. Với những đặc điểm của lực hấp dẫn đã được niu-tơn nêu lên thành định luật, gọi là định luật vạn vật hấp dẫn. 
- Mời một học sinh nêu nội dung định luật 
- Đọc nội dung định luật 
- Dựa vào nội dung định luật ta có hệ thức của lực hấp dẫn.
-Trong đó: m1; m2 là khối lượng của 2 chất điểm. (kg)
r: khoảng cách giữa chúng (m) gọi là hằng số hấp dẫn
[?] Hệ thức được áp dụng trong những trường hợp nào?
[?] Vì sao trong đời sống hàng ngày, ta không cảm thấy được lực hút giữa các vật thể thông thường?
- Nhận xét câu tl. do G rất nhỏ lên Fhd chỉ đáng kể khi ít nhất một trong hai vật có khối lượng đáng kể (cỡ thiên thể) với các vật thông thường phải dùng dụng cụ rất nhạy mới có thể phát hiện lực hấp dẫn giữa chúng.
HS trả lời
- Đọc nội dung định luật 
-Dựa vào ĐL, tự viết công thức
- HS trả lời:
+ khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước giữa chúng.
+ Các vật đồng chất và có dạng hình cầu.
- HS suy nghĩ và trả lời: do G rất nhỏ lên Fhd nhỏ và ta không thể cảm nhận được
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.
2. Hệ thức
Trong đó: m1; m2 là khối lượng của 2 chất điêm. (kg)
r: khoảng cách giữa chúng (m)
: Gọi là hằng số hấp dẫn
- điều kiện áp dụng: 
+ khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước giữa chúng.
+ Các vật đồng chất và có dạng hình cầu.
Hoạt động 5:Tìm hiểu về trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn
Hoạt động của GV.
Hoạt động của HS.
Nội dung bài học.
[?] Có thể hiểu trọng lực chính là gì? 
-[?] Điểm đặt của trọng lực ở đâu?
- Trọng lực là lực hấp dẫn.
.- Biểu thức xác định độ lớn của trọng lực (1)
h
 m
R
- Mời HS lên bảng 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? quan sát bảng 11.1 
- Đo được g chúng ta có thể tính được M ( khối lượng trái đất )
 -> phép cân trái đất. 
- Sự tồn tại của lực hấp dẫn trong tự nhiên như hiện tượng thủy triều hình thành do lực hấp dẫn của mặt trăng hút các đại dương của trái đất. Trong lịch sử người ta từng lợi dụng hiện tượng thủy triều để giành chiến thằng trên sông Bạch Đằng chống quân Nam Hán
- HS trả lời: là lực hút của trái đất
- Trọng lực đặt vào tâm của vật.
- Hs viết: P = mg (2)
- Hs làm theo yêu cầu gv:
- H tăng thì g giảm.
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
 (1)
Trong đó: m là khối lượng của vật
h: độ cao của vật so với mặt đất (m)
M: Khối lượng trái đất(kg)
R: Bán kính trái đât. (m)
Theo ĐL II Niu-tơn:
P = m.g (2)
Từ (1) và (2) Suy ra: 
-Nếu vật ở gần mặt đất 
Hoạt động 6. Vận dụng củng cố 
- Nhắc lại nội dung và biểu thức của định luật vạn vật hấp dẫn. Công thức tính gia tốc rơi tự do
- Vận dụng: tính lực hấp dẫn cực đại giữa hai quả cầu bằng chì, mỗi quả nặng 45 kg, bán kính 15cm. So sánh lực hấp dẫn với trọng lực của một hòn bi khối lượng 15g 
ĐÁP ÁN 
Lực hấp dẫn giữa hai quả cầu :
Trọng lực của hòn bi:
P = mg = 0,015.10= 1,5.10-11 (N)
=> p = 105 (N) 
Hoạt động 7: Dặn dò, giao nhiệm vụ về nhà:
- Yêu cầu học sinh học bài và làm bài tập 4 ->7 /69,70 SGK
- Chuẩn bị bài lực đàn hồi của lo xo. Định luật Húc