Giáo án chuyên đề Vật lí 11 cánh diều Chuyên đề 1 bài 2: Cường độ trường hấp dẫn, thế hấp dẫn và thế năng hấp dẫn (P2)

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SCĐ và trả lời các câu hỏi sau:

+ Nhắc lại công thức tính lực hấp dẫn.

+ Từ công thức tính lực hấp dẫn và công thức tính cường độ trường hấp dẫn, hãy rút ra công thức tính cường độ trường hấp dẫn của một vật đồng chất hình cầu.

- GV hướng dẫn HS dựa vào công thức tính cường độ trường hấp dẫn và quan sát hình 2.2, yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

+ Nhận xét về độ mạnh yếu của cường độ trường hấp dẫn.

- GV kết luận về cường độ trường hấp dẫn của một vật đồng chất hình cầu.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời nội dung Luyện tập 1 (SCĐ – tr12)

1. a) Dựa vào Bảng 2.1, xác định cường độ trường hấp dẫn tại bề mặt các thiên thể.

b) Các kết quả tính được giúp ích gì cho bạn trong việc giải thích vì sao Mặt Trăng có lớp khí quyển rất mỏng (gần như không có) trong khi Mặt Trời có lớp khí quyển rất dày?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, nhớ lại kiến thức đã học và trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS trả lời câu hỏi, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, điều phối thảo luận để hướng tới công thức tính cường độ trường hấp dẫn, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

I. CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG HẤP DẪN

2. Cường độ trường hấp dẫn của một vật đồng chất hình cầu

- Cường độ trường hấp dẫn của một vật đồng chất hình cầu khối lượng M tại điểm ngoài, cách tâm vật một khoảng ra tính bằng công thức:

- Ở khoảng cách càng xa tâm quả cầu, cường độ trường hấp dẫn càng yếu.

*Trả lời Luyện tập 1 (SCĐ – tr12)

a) g_{Trái Đất} = 9,81 N/kg.

g_{Mặt Trăng} = 1,63 N/kg.

g_{Mặt Trời} = 274 N/kg.

b) Cường độ trường hấp dẫn tại bề mặt Mặt Trời lớn hơn cường độ trường hấp dẫn tại bề mặt Mặt Trăng rất nhiều lần. Do đó, lực hấp dẫn của Mặt Trời giữ cho nó có lớp khí quyển dày bao quanh, trong khi đó lực hấp dẫn của Mặt Trăng quá yếu khiến cho lớp khí quyển từng tồn tại quanh bề mặt Mặt Trăng trước đây thoát dần vào không gian.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh đường sức trường hấp dẫn của Trái Đất ở gần mặt đất (hình 1.7) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SCĐ và dựa vào công thức tính cường độ trường hấp dẫn của Trái Đất, trả lời câu hỏi sau:

+ Nêu đặc điểm cường độ trường hấp dẫn ở các vị trí gần bề mặt Trái Đất.

- GV nêu đặc điểm cường độ trường hấp dẫn ở gần bề mặt Trái Đất.

- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Câu hỏi (SCĐ – tr13)

1. Sử dụng số liệu ở Bảng 2.1, chứng minh rằng, cường độ trường hấp dẫn tại một điểm gần bề mặt Trái Đất chính là gia tốc rơi tự do của vật khi được thả rơi tại điểm đó.

2. Khối lượng Mộc Tinh lớn hơn khối lượng Trái Đất 320 lần trong khi bán kính của nó lớn hơn bán kính Trái Đất 11,2 lần. Nếu cường độ trường hấp dẫn trên bề mặt Trái Đất là 9,81 N/kg thì cường độ trường hấp dẫn trên bề mặt Mộc Tinh là bao nhiêu?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, nhớ lại kiến thức đã học và trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS trả lời câu hỏi, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, điều phối thảo luận để hướng tới đặc điểm cường độ trường hấp dẫn gần bề mặt Trái Đất, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

I. CƯỜNG ĐỘ TRƯỜNG HẤP DẪN

3. Cường độ trường hấp dẫn gần bề mặt Trái Đất

- Cường độ trường hấp dẫn ở các vị trí gần bề mặt Trái Đất có đặc điểm:

+ Có độ lớn như nhau.

+ Có hướng song song.

- Trường hấp dẫn ở gần bề mặt Trái Đất trong phạm vi hẹp được coi là trường hấp dẫn đều.

*Trả lời Câu hỏi 1 (SCĐ – tr13)

Lực hấp dẫn là trọng lực gây ra gia tốc rơi tự do khi thả rơi vật từ vị trí gần bề mặt Trái Đất.

 m/s².

*Trả lời Câu hỏi 2 (SCĐ – tr13)

+ Ta có cường độ trường hấp dẫn Trái Đất là:

 N/kg

+ Cường độ trường hấp dẫn Mộc Tinh là:

  N/kg

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 6 – 8 nhóm,

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và trả lời câu hỏi sau:

+ Đề xuất phương án thí nghiệm chứng minh trường hấp dẫn trong phạm vi phòng học là trường lực đều.

- GV gợi ý: Dựa vào đặc điểm của trường lực đều và biểu diễn trường lực đều.

- Sau khi HS đề xuất phương án thí nghiệm, GV tổ chức phê duyệt phương án.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm và yêu cầu HS thực hiện phương án được phê duyệt.

+ Dụng cụ thí nghiệm: lực kế lò xo và vật có móc treo.

+ Tiến hành thí nghiệm: Sử dụng lực kế móc vật tại các vị trí khác nhau trong phòng học, xác định hướng của lực hấp dẫn và độ mạnh của lực hấp dẫn.

- GV yêu cầu HS báo cáo kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.

- GV tổng kết nội dung thí nghiệm chứng minh trường hấp dẫn trong phạm vi phòng học là trường lực đều.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, nhớ lại kiến thức đã học và đề ra các phương án thí nghiệm.

- HS thực hiện các phương án thí nghiệm.

- HS báo cáo kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 2 – 3 nhóm báo cáo kết quả thí nghiệm.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, điều phối thảo luận, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

*Thí nghiệm chứng minh trường hấp dẫn trong phạm vi phòng học là trường lực đều

- Thông qua thí nghiệm ta có:

+ Hướng của lực hấp dẫn: phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống dưới.

+ Độ mạnh của lực hấp dẫn (số chỉ lực kế).

*Kết luận: Trường hấp dẫn trong phạm vi phòng học là trường lực đều.