(9 класс) (9 класс) Закон Всемирного тяготения

План изучения физических законов: 1. История открытия закона 2. Круг явлений, описываемых данным законом 3. Формулировка и математическое выражение закона; 4. Опыты, подтвержудающие справедливость закона; 5. Примеры учета и применения на практике; 6. Условия (границы) применимости закона;

Датский астроном Тихо Браге ( ), долгие годы наблюдавший за движением планет, накопил огромное количество интересных данных, но не сумел их обработать. 1. Как был открыт закон всемирного тяготения

Иоганн Кеплер ( ), используя идею Коперника о гелиоцентрической системе и результаты наблюдений Тихо Браге, установил законы движения планет вокруг Солнца, однако и он не смог объяснить динамику этого движения.. Как был открыт закон всемирного тяготения

Исаак Ньютон открыл этот закон в возрасте 23 лет, в 1658 г, но целых 9 лет не публиковал его, так как имевшиеся тогда неверные данные о расстоянии между Землей и Луной не подтвержу- дали его идею. Лишь в 1667 году, после уточнения этого расстояния, закон всемирного тяготения был наконец-то отдан в печать. Как был открыт закон всемирного тяготения

Сила всемирного тяготения Гипотеза Ньютона: «Причина, вызывающая падение камня на Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же».

Окинув единым мысленным взором «земное» и «небесное», Ньютон предположил, что существует единый закон всемирного тяготения, которому подвластны все тела во Вселенной от яблок до планет! Как был открыт закон всемирного тяготения Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы, не имеющих ничего общего (падение тел на Землю, обращение планет вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, приливы и отливы и т. д.), вызваны одной причиной.

Исаак Ньютон – английский физик и математик, создатель теоретических основ механики и астрономии. Он открыл закон всемирного тяготения, разработал дифференциальное и интегральное исчисления, изобрел зеркальный телескоп и был автором важнейших экспериментальных работ по оптике. Ньютона по праву считают создателем классической физики. В 1667 г. Ньютон высказал предположение, что между всеми телами действуют силы взаимного притяжения, которые он назвал силами всемирного тяготения.

В 1687 г. Ньютон открыл один из фундаментальных законов механики, получивший название З акона всемирного тяготения: « Два любых тела притягиваются друг к другу с силами, модули которых прямо пропорциональны произведению их масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними,. где m 1 и m 2 – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между телами, G – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения, или гравитационной постоянной».

1. Формулировка З акона всемирного тяготения: « Два любых тела притягиваются друг к другу с силами, модули которых прямо пропорциональны произведению их масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними»,. где m 1 и m 2 – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между телами, G – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения, или гравитационной постоянной. 2. Формула, выражающая закон:

Но ведь сила – это векторная величина! ? где m 1 и m 2 – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между телами, r ед - единичный вектор в направлении от первого тела ко второму G –гравитационная постоянная

Гравитационное взаимодействие – это взаимодействие, свойственное всем телам Вселенной и проявляющееся в их взаимном притяжении друг к другу. Гравитационное поле – особый вид материи, осуществляющий гравитационное взаимодействие. Запомни, что …

Каждое тело массой М создает вокруг себя поле, которое называют гравитационным. Если в некоторую точку этого поля поместить пробное тело массой m, то гравитационное поле действует на данное тело с силой F, зависящей от свойств поля в этой точке и от величины массы пробного тела. Механизм гравитационного взаимодействия

Скорость распространения гравитационного взаимодействия конечна. Она равна скорости света и составляет км/с Механизм гравитационного взаимодействия Это означает, что тело m не сразу «почувствует» изменение направления гравитационной силы со стороны тела М при его «внезапном» перемещении…

4.Опыты, подтвержудающие справедливость закона; В 1798 Генри Кавендиш сконструировал крутильные весы и измерил с их помощью силу притяжения двух сфер, подтвердив закон всемирного тяготения; определил массу и среднюю плотность Земли.

4. Эксперимент Генри Кавендиша по определению гравитационной постоянной. Английский физик Генри Кавендиш в 1798 г. определил, насколько велика сила притяжения между двумя объектами. В результате была достаточно точно определена гравитационная постоянная, что позволило Кавендишу впервые определить массу Земли.

Схема опытов Г. Кавендиша

Опыт Кавендиша

G – гравитационная постоянная, она численно равна силе гравитационного притяжения двух тел массой по 1 кг, находящихся на расстоянии 1 м одно от другого. G=6, Н м 2 /кг 2 Сила взаимного притяжения тел всегда направлена вдоль прямой, соединяющей эти тела. 5. Примеры учета и приме- нения закона на практике;

5. Примеры учета и приме- нения закона на практике: 5.1. Действие силы тяжести на все тела на Земле – проявление закона Всемирного тяготения Расчёты орбит, скоростей планет, искусственных спутников Земли (ИСЗ) ( Связь, Интернет, GPS, разведка ) 5.3. Учёт тяготения при сближении искусственных массивных тел (например, орбитальной станции МКС и космических грузовиков)

5. Примеры учета и приме- нения закона на практике: 5.4. Явление приливов и отливов – проявления закона Всемирного тяготения.

6. Условия (границы) применимости закона; Закон всемирного тяготения приме- ним только к телам, которые можно считать материальными точками, либо к телам, имеющим сферическую (шарообразную) форму. Для тел, которые не могут считаться материальными точками, необходимы специальные процедуры.

6. Границы применимости закона Закон всемирного тяготения имеет определенные границы применимости; он применим для: 1)материальных точек; 2)тел, имеющих форму шара; 3)шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых много меньше размеров шара.

: 1. Почему Луна не падает на Землю? 2. Почему мы замечаем силу притяжения всех тел к Земле, но не замечаем взаимного притяжения между самими этими телами? 3. Как двигались бы планеты, если бы сила притяжения Солнца внезапно исчезла? 4. Как двигалась бы Луна, если бы она остановилась на орбите? 5. Притягивает ли Землю стоящий на ее поверхности человек? Летящий самолет? Космонавт, находящийся на орбитальной станции? Подумай и ответь

6. Некоторые тела (воздушные шары, дым, самолеты, птицы) поднимаются вверх, несмотря на тяготение. Как вы думаете, почему? Нет ли здесь нарушения закона всемирного тяготения? 7. Что нужно сделать, чтобы увеличить силу тяготения между двумя телами? 8. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли? 9. Почему мы не замечаем гравитационного притяжения между окружающими нас телами? Подумай и ответь

1. Какая сила заставляет Землю и другие планеты двигаться вокруг Солнца? Выберите правильное утверждение. A.Сила инерции. B.Центростремительная сила. C.Сила тяготения. 2. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли? Выберите правильное утверждение. A.Сила давления воды на дно морей и океанов. B.Сила тяготения. C.Сила атмосферного давления. 3. Что нужно сделать, чтобы увеличить силу тяготения между двумя телами? Выберите правильное утверждение. А. Отдалить оба тела друг от друга. Б. Сблизить оба тела. Мини-тест

Расчётные задачи 1. Космический корабль массой 8 т приблизился к орбитальной космической станции массой 20 т на расстояние 500 м. Найдите силу их взаимного притяжения. 2. На каком расстоянии сила притяжения между двумя телами, массой по 1000 кг каждое, будет равна 6, Н? 3. Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 1 м друг от друга и притягиваются с силой 6, Н. Какова масса каждого шарика?

Вопрос-ответ Составьте вопросы и затем дайте ответ к фрагментам 1-4 на рисунке

Рефлексия Заполнение концептуальной таблицы Фамилия, имя Что знал?Что узнал?С чем не согласен? Что непонятно? Обмен мнениями, цитаты из таблиц с рефлексией. Подведение итогов урока.

Домашнее задание: § 15, упр.15 (1,2,3) (Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 кл. – М.: Дрофа, 2007) Домашнее задание: § 15, упр.15 (1,2,3) (Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 кл. – М.: Дрофа, 2007) Спасибо за внимание. Спасибо за урок