b.Kỹ năng: - Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản.. - Năng lực tính toán: vận dụng tính độ lớn của lực hấp dẫn trong các bài toán cụ thể.. - GV đưa ra nh
Trang 2- Nêu được khái niệm lực hấp dẫn
- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được công thức của lực hấp dẫn
- Hiểu được trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn
b.Kỹ năng:
- Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản
- Giải thích được một số hiện tượng thực tế có liên quan đến lực hấp dẫn
c.Thái độ:
- Giáo dục cho học sinh cái nhìn khoa học về các hiện tượng trong đời sống
- Bồi dưỡng tinh thần say mê nghiên cứu khoa học
2.Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh:
- Năng lực tự học: đọc và nghiên cứu tài liệu
- Năng lực yêu cầu và giải quyết vấn đề, sang tạo: giải thích những hiện tượng liên quan đến lực hấp dẫn
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin
- Năng lực hợp tác nhóm: trao đổi, thảo luận
- Năng lực tính toán: vận dụng tính độ lớn của lực hấp dẫn trong các bài toán cụ thể
II.Chuẩn bị:
1.Giáo viên:
- Các phiếu học tập ( phiếu học tập đã được thiết kế)
- Tài liệu tự học có hướng dẫn
2.Học sinh:
- Ôn lại kiến thức đã học về trọng lượng và sự rơi tự do
- Thực hiện yêu cầu trong phiếu học tập số 1 ở nhà, SGK và các tài liệu tham khảo
III Tổ chức các hoạt động của học sinh:
1.Hướng dẫn chung:
Trang 3Học sinh được giao nhiệm vụ đọc SGK, nghiên cứu tài liệu, được tự học cá nhân, thảo luận nhóm, báo cáokết quả học tập, ghi chép thông tin…được tương tác thầy với trò, trò với trò,trò với thiết bị, phương tiện và học liệu
Bài học được thiết kế theo chuỗi các hoạt động Dự kiến chuỗi hoạt động học như sau:
-Giáo viên cầm một quả nhỏ bằng nhựa rồi thả cho nó rơi
xuống đất và đặt câu hỏi:
+ Quả bóng rơi xuống đất là do lực nào tác dụng lên nó?
+ Theo định luật III Niutown, quả bóng có hút Trái Đất
không?
- Giáo viên chốt lại sự tồn tại của một loại lực trong hiện
tượng mà học sinh vừa quan sát gọi là lực hấp dẫn
HS quan sát hiện tượng và trả lời:
-Do lực hút của Trái Đất tác dụng lên quả bóng.-Có Vì khi Trái Đất tác dụng vào quả bóng một lực thì quả bóng cũng tác dụng trở lại Trái Đất một lực
d Sản phẩm: Các câu trả lời của học sinh.
e Đánh giá: Giáo viên theo dõi, quan sát học sinh trả lời câu hỏi và sự đánh giá lẫn nhau giữa các học sinh.
Hoạt động 2: Tìm hiểu về lực hấp dẫn – Định luật vạn vật hấp dẫn.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 ( Thực hiện tại lớp)
Trang 4Học sinh đọc mục II- SGK trang 67 trả lời các câu hỏi sau
Câu 1 Lực hấp dẫn giữa hai vật phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc như thế nào vào những yếu tố
đó?
Câu 2 Nêu đặc điểm của lực hấp dẫn?
a.Mục tiêu:
- Nêu được đặc điểm của lực hấp dẫn( điểm đặt, phương, chiều)
- Viết được công thức tính độ lớn của lực hấp dẫn
- GV yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo kết quả
- GV đưa ra nhận xét về bài làm của các nhóm, thu
phiếu học tập của HS để chấm sau giờ học Kết luận
về lực hấp dẫn và nội dung Định luật vạn vật hấp dẫn
- Thành lập nhóm, cử nhóm trưởng theo yêu cầu của GV
-HS báo cáo kết quả, các nhóm nhận xét lẫn nhau và
bổ sung hoàn thiện kết quả
- HS lắng nghe và ghi bài
d Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động của nhóm và nội dung vở ghi HS
I Lực hấp dẫn:
- Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực, gọi là lực hấp dẫn
- Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và các hành tinh giữ cho các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời.
- Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.
II Định luật vạn vật hấp dẫn:
1 Định luật:
Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình
phương khoảng cách giữa chúng
m1,m2 : Khối lượng mỗi chất điểm (kg)
Trang 5r: Khoảng cách giữa hai chất điểm (m)
Fhd : Lưc hấp dẫn giữa hai chất điểm (N)
- Thông thường chỉ áp dụng công thức (*) trong 2 trường hợp:
+ Hai vật là chất điểm : r là khoảng cách giữa hai chất điểm
+ Hai vật đồng chất có dạng hình cầu: r là khoảng cách giữa hai tâm
- Thiết lập công thức tính gia tốc g
- Vận dụng giải thích gia tốc g thay đổi theo độ cao và vĩ độ
b Nội dung:
- GV cho HS thiết lập công thức tính tính gia tốc rơi tự do ở gần mặt đất và ở cách mặt đất độ cao h.
c Tổ chức hoạt động:
-Ở phần đầu bài học các em đã nói trọng lực làm cho
vật rơi xuống Sau khi học xong định luật vạn vật hấp
dẫn, em có thể hiểu trọng lực chính là lực gì?
-Dựa vào định luật vạn vật hấp dẫn, hãy thiết lập
công thức tính độ lớn của trọng lực? ( GV gọi HS lên
bảng)
- Viết lại công thức tính trọng lượng P?
- Từ đó rút ra công thức tính g?
-Khi độ cao h càng lớn thì giá trị của g sẽ thế nào?
-Nếu ở gần mặt đất (h<< R) thì công thức tính g như
thế nào?
- Vật tại mỗi điểm nhất định, g của các vật khác nhau
có giá trị thế nào?
- Những nhận xét trên về trị số của g được rút ra từ
định luật vạn vật hấp dẫn 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
-Vận dụng biểu thức vừa được học về lực hấp dẫn, suy nghĩ và trả lời: Trọng lực là lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vật
-Thiết lập công thức
2
)(R h
mM G P
R h
= +
- h tăng thì g giảm
- Nếu ở gần mặt đất
2
GM g
R
=
-Nhận xét các đại lượng trong vế phải của công thức trên và trả lời: tại mỗi điểm nhất định, g của các vật khác nhau đều như nhau
Trang 6d Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động của nhóm và nội dung vở ghi HS
III Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn:
- Xét một vật có khối lượng m, ở độ cao h so với mặt đất Biết Trái Đất có khối lượng M và bán kính R
- Theo Niu-tơn :
2
)(R h
mM G P
R h
= +
- Nếu vật ở gần mặt đất (h<<R) thì:
2
GM g
Họ tên:……….Lớp:………
HS hãy lựa chọn các phương án trả lời trong các câu hỏi sau và giải thích tại sao chọn phương án đó Câu 1 Điều nào sau đây là đúng khi nói về lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng và lực hấp dẫn
do Mặt Trăng tác dụng ngược trở lại Trái Đất?
A Hai lực này là hai lực đối nhau
B Hai lực này cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn
C Hai lực này cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn
D Phương của hai lực này luôn thay đổi và không trùng với nhau
Câu 2 Chọn câu đúng.
A Nếu tăng khoảng cách giữa hai vật lên gấp đôi thì độ lớn của lực hấp dẫn giữa chúng tăng lên gấp 4 lần
B Nếu tăng đồng thời khối lượng của một trong hai vật và khoảng cách giữa chúng lên gấp đôi thì độ lớn của lực hấp dẫn giữa chúng không thay đổi
Trang 7C Nếu giảm khoảng cách của hai vật đi 3 lần thì độ lớn của lực hấp dẫn giữa chúng tăng lên gấp 9 lần
D Muốn tăng lực hấp dẫn giữa hai vật lên gấp đôi ta chỉ việc tăng hằng số hấp dẫn lên gấp đôi
Câu 3 Biểu thức nào sau đây là đúng?
Câu 4 Tăng độ cao R ( bán kính Trái Đất) so với mặt đất thì gia tốc rơi tự do sẽ:
A.tăng lên 2 lần B giảm 2 lần C tăng lên 4 lần D.giảm đi 4 lần
Câu 5 Tại một nơi trênTrái Đất có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 thì trọng lượng của vật có khối lượng 40glà:
- GV: cho HS làm việc cá nhân trong 5 phút để hoàn thành phiếu học tập số 3 Sau đó GV thu phiếu học tập
để chấm sau giờ học, đồng thời chiếu đáp án đúng để HS so sánh
- HS: Làm và nộp phiếu học tập số 3 sau khi đã hoàn thành Theo dõi đáp án GV công bố và so sánh với bài làm của mình
d Sản phẩm: Phiếu học tập số 3 do HS thực hiện
e Đánh giá: GV theo dõi và quan sát từng cá nhân HS làm bài đồng thời thông qua kết quả của bài trả lời
phiếu học tập số 3 để đánh giá nhận thức của từng HS
Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của lực hấp dẫn đối với đời sống, kỹ thuật, bài tập vận dụng lực hấp dẫn.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 ( Cá nhân thực hiện tại nhà)
Tại sao Trái Đất luôn chuyển động xung quang Mặt Trời và Mặt Trăng lại chuyển động xung quang Trái Đất
Câu 1 Giữa Trái Đất và Mặt Trời hay giữa Trái Đất và Mặt Trăng tồn tại lực đẩy hay lực hút?
Câu 2 – Lực tương tác giữa Mặt Trăng với Trái Đất và Trái Đất với Mặt Trời có cùng bản chất với nhau
hay không?
-Lực này có cùng bản chất với lực hút của Trái Đất lên các vật trên bề mặt Trái Đất không?
Trang 8-Lực tương tác trong các trường hợp đó được gọi là gì?
-Trình bày và lựa chọn thông tin để xây dựng báo cáo
Báo cáo kết quả trước lớp
c Tổ chức hoạt động:
-Yêu cầu HS: Làm việc ở nhà, nộp báo cáo kết quả
-GV: Hướng dẫn các bước thực hiện và yêu cầu nộp sản phẩm học tập Gợi ý việc chọn các từ khóa để tìm kiếm thông tin trên Website
d Sản phẩm: Bài làm của HS
e Đánh giá: GV đánh giá sự tìm tòi, khả năng vận dụng kiến thức và ý thức tự giác của HS thông qua bài
làm của HS
IV Câu hỏi kiểm tra đánh giá.
Câu 1: Khoảng cách giữa hai tâm quả cầu là 5m và khối lượng mỗi quả cầu là 5 kg.
a.Tính lực hấp dẫn giữa hai quả cầu đó?
b.Để lực hấp dẫn giảm đi một nửa thì phải dịch chuyển hai quả cầu như thế nào? Với một đoạn bằng bao nhiêu?
c.Để lực hấp dẫn giữa hai quả cầu tăng lên gấp 3 lần thì khoảng cách giữa hai quả cầu là bao nhiêu?
Câu 2: Một người có khối lượng 60 kg sẽ chịu một lực hút là bao nhiêu nếu người ấy cách tâm Trái Đất một
khoảng bằng 60 lần bán kính Trái Đất? Biết bán kính Trái Đất là 6400 km và khối lượng Trái Đất là 6.1024 kg
Câu 3: Biết gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2và bán kính Trái Đất là R = 6400 km
a.Tính khối lượng Trái Đất?
b.Tính gia tốc rơi tự do ở độ cao bằng nửa bán kính Trái Đất?
c Tính gia tốc rơi tự do ở độ cao 10 km?
Câu 4: Bán kính Hỏa Tinh bằng 0,53 bán kính Trái Đất, khối lượng Hỏa Tinh bằng 0,11 khối lượng Trái Đất.
a.Tính gia tốc rơi tự do trên Hỏa Tinh? Biết gia tốc rơi tự do trên Trái Đất là 9,8 m/s2
Trang 9b.Hỏi trọng lượng của một người trên Hỏa Tinh là bao nhiêu? Nếu trọng lượng người ấy trên mặt đất là
450 N
Câu 5: Một con tàu vũ trụ bay về hướng Mặt Trăng Hỏi con tàu đớ ở cách tâm Trái Đất bao nhiêu lần bán
kính Trái Đất thì lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng lên con tàu sẽ cân bằng nhau? Cho biết khoảng cách
từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất Khối lượng Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượngTrái Đất 81 lần
Bài 12 - LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO ĐỊNH LUẬT HÚC.
( 1 tiết thực hiện trên lớp)
I Mục tiêu
1.Kiến thức, kỹ năng, thái độ:
a Kiến thức:
- Nêu được những đặcđiểm của lực đàn hồi của lò xo về điểm đặt và hướng
- Phát biểu được định luật Húc và viết được công thức độ lớn của lực đàn hồi của lò xo
- Nêu được những đặcđiểm của lực căng dây và áp lực giữa hai mặt tiếp xúc
b Kỹ năng:
- Vẽ được hình biểu diễn lực đàn hồi của lò xo khi bị dãn hoặc bị nén
-Xác định mục đích, nêu dụng cụ và phương án lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét
độ lớn của lực đàn hồi liên quan đến độ dãn của lò xo như thế nào?
- Vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập về lực đàn hồi của lò xo
- Sử dụng được lực kế để đo lực Biết xem giới hạn đo trước khi sử dụng
c Thái độ:
- Tích cực tìm hiểu, học tập,tự lực nghiên cứu
2.Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh:
- Rèn luyện và phát triển năng lực giải quyết vấn đề
- Hình thành và phát triển năng lực tự học, đọc hiểu: Đọc SGK, tài liệu, ghi chép
- Hình thành và phát triển năng lực sử dụng ngôn ngữ vật lí, biểu diễn thí nghiệm
Trang 10- Một vài vật để minh họa về lực đàn hồi: dây cao su, thước nhựa dẹt
- Chuẩn bị cho mỗi nhóm một bộ thí nghiệm như ở hình 12.2 SGK
- Các phiếu học tập ( phiếu học tập đã được thiết kế)
2.Học sinh:
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp, máy tính
- Ôn lại bài ba định luật Niu tơn và đọc trước sgk bài Lực đàn hồi của lò xo , Định luật Húc
III Tổ chức các hoạt động học của học sinh
1 Hướng dẫn chung
Học sinh được giao nhiệm vụ đọc sgk, nghiên cứu tài liệu, được tự học cá nhân, thảo luận nhóm, báocáo kết quả học tập, ghi chép thông tin được tương tác thầy với trò, trò với trò, trò với thiết bị, phương tiện
và học liệu
Bài học được thiết kế theo chuỗi các hoạt động học Dự kiến chuỗi hoạt động học như sau:
3.2 Tổ chức từng hoạt động
Hoạt động 1: Đặt vấn đề vào bài giảng mới GV đặt vấn đề vào bài giảng mới.
Hoạt động 2:Tìm hiểu về hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 ( sử dụng cùng với 1 lò xo)
Trang 11Học sinh:………Tổ, nhóm:………
Dùng hai tay lần lượt kéo dãn và nén lò xo
Câu 1 Hãy nhận xét hiện tượng và trả lời:
a) Khi kéo hoặc nén lò xo, hai tay có chịu lực tác dụng của lò xo không? Đó là lực gì?
- Nêu được những đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo về điểm đặt và hướng
- Vẽ được hình biểu diễn lực đàn hồi của lò xo khi bị dãn hoặc bị nén
b Nội dung:
-GV yêu cầu HS thực hành thí nghiệm kéo và nén lò xo, thảo luận trả lời các câu hỏi ở phiếu học tập số 1
c Tổ chức hoạt động:
-GV phát cho mỗi nhóm 1 lò xo, mỗi HS 1 phiếu học tập số 1 Yêu cầu HS gập SGK, và thực hiện những yêu
cầu trong phiếu học tập ấy
-HS: thảo luận nhóm, kết hợp với làm việc cá nhân trên phiếu học tập số 1
-GV vẽ sẵn lên bảng các hình biểu diễn lò xo bị kéo dãn và bị nén
- GV gọi 2 HS lên bảng vẽ nốt các vecto lực vào hình mà GV vừa vẽ lên bảng, một HS lên trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 1
- HS: Hai HS lên vẽ (mỗi em một hình), một HS trả lời
- GV: Nhận xét kết quả làm việc của HS để rút ra kết luận
d Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi HS
Trang 12I Hướng và điểm đặt lực đàn hồi
1 Khi lò xo biến dạng, nó tác dụng lựcđàn hồi lên những vật tiếp xúc với hai đầu của nó.
2 Hướng của lựcđàn hồi ở hai đầu lò xo:
Lò xo dãn: lực đàn hồi hướng theo trục của lò xo hướng vào trong
Lò xo nén: lực đàn hồi hướng theo trục của lò xo hướng ra ngoài
- Đo chiều dài tự nhiên của lò xo: l0=……….(mm)
- Lần lượt treo 1,2 rồi 3 quả nặng vào lò xo Độ dãn của lò xo trong mỗi trường hợp rồi ghi vào bảng sau( chobiết trọng lượng của mỗi quả nặng đều bằng…N)
F=P (N)
Độ dàil (mm)
Trang 13Hãy dựa vào kết quả thí nghiệm để phát hiện mối liên hệ giữa F và∆l
Phát biểu mối liên hệđó
Trả lời:
a Mục tiêu:
- Xác định mục đích, nêu dụng cụ và phương án lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét
độ lớn của lực đàn hồi liên quan đến độ dãn của lò xo như thế nào?
- Phát biểu đượcđịnh luật Húc và viết được công thức độ lớn của lực đàn hồi của lò xo
- Sử dụng được lực kế để đo lực Biết xem giới hạn đo trước khi sử dụng
- GV giới thiệu khái niệm về giới hạn đàn hồi Lấy một lò xo khá mềm, dùng tay kéo mạnh, lò xo không co
về như cũ được nữa Nói rõ phạm vi của thí nghiệm các em sắp làm là không được dùng những lực vượt quá giới hạn đàn hồi của lò xo
- GV giới thiệu dụng cụ, yêu cầu HS nêu cách tiến hành thí nghiệm
- GV: Hỏi câu C2 sgk Nhấn mạnh: Khi quả nặng đứng yên thì lực đàn hồi của lò xo cân bằng với trọng lực tác dụng lên quả nặng, vì vậy trọng lượng của chùm quả nặng chính là biểu hiện cụ thể của độ lớn lực đàn hồi
- GV: phát cho mỗi nhóm 1 bộ dụng cụ như trên hình 12.2 và mỗi HS 1 phiếu học tập số 2 Yêu cầu HS phát hiện mối quan hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo
-HS; thảo luận nhóm rồi cử người phát biểu khái quát hóa thànhđịnh luật Húc
-GV hỏi: Đại lượng k trong công thức định luật Húc có ý nghĩa gì?
- GV cho HS quan sát hai lò xo có chiều dài tự nhiên khác nhau Khi treo quả nặng như nhau vào mỗi lò xo,
độ dãn của hai lò xo khác nhau rõ rệt Hỏi: Lò xo nào có k lớn hơn?
-HS: NX để thấy lò xo có k lớn hơn thì cứng hơn
Trang 14- GV: dựa vào định Húc người ta chế tạo dụng cụ đo lực, gọi là lực kế Hỏi: Khi sử dụng lực kế thì cần chú ý điều gì?
-HS: Khi sử dụng lực kế, không được đo lực lớn quá giới hạn đàn hồi của lò xo
d Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi HS
II Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc
1 Giới hạn đàn hồi của lò xo.
Hoạt động 4 Luyện tập vận dụng định luật Húc.
a Mục tiêu: - Vận dụng được định luật Húc để giải các bài tập về lực đàn hồi của lò xo.
b Nội dung:
-GV yêu cầu hS tính độ cứng k của lò xo vừa làm thí nghiệm.
-GV yêu cầu HS làm bài tập 4SGK
c Tổ chức hoạt động: