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 (P3)

Hoạt động 5. Tìm hiểu khái niệm thế năng hấp dẫn

1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động này, HS nêu được khái niệm thế năng hấp dẫn.
2. Nội dung: GV tổ chức cho HS nhắc lại kiến thức và thảo luận để nêu được khái niệm thế năng hấp dẫn.
3. Sản phẩm học tập: HS thảo luận và đưa ra khái niệm thế năng hấp dẫn.
4. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 6. Tìm hiểu khái niệm thế hấp dẫn và công thức tính thế hấp dẫn trong trường hấp dẫn gây bởi vật hình cầu đồng chất

1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động này, HS nêu được khái niệm thế hấp dẫn và công thức tính thế hấp dẫn trong trường hấp dẫn gây bởi vật hình cầu đồng chất.
2. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận và nêu được các nội dung liên quan đến thế hấp dẫn.
3. Sản phẩm học tập: HS thảo luận và đưa ra khái niệm thế hấp dẫn và công thức tính thế hấp dẫn trong trường hấp dẫn gây bởi vật hình cầu đồng chất.
4. Tổ chức hoạt động:

1. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
2. Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm và tự luận.
3. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời.
4. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng.
5. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm:

Khoanh tròn vào đáp án đúng:

Câu 1: Để mô tả độ mạnh, yếu của trường hấp dẫn, ta dùng khái niệm nào?

1. Thế hấp dẫn.
2. Cường độ trường hấp dẫn.
3. Thế năng hấp dẫn.
4. Định luật vạn vật hấp dẫn.

Câu 2: Cường độ trường hấp dẫn tại một điểm được xác định bởi công thức nào?

Câu 3: Ở gần bề mặt Trái Đất, cường độ trường hấp dẫn có đặc điểm gì?

1. Độ lớn như nhau và có hướng song song.
2. Độ lớn như nhau và có hướng vuông góc với nhau.
3. Độ lớn tăng dần và có hướng song song.
4. Độ lớn giảm dần và có hướng vuông góc với nhau.

Câu 4: Trong trường hợp tổng quát, người ta chọn mốc tính thế năng hấp dẫn ở đâu?

1. Xa vô cùng.
2. Tại mặt đất.
3. Tại tâm Trái Đất.
4. Tại Mặt Trăng.

Câu 5: Thế hấp dẫn gây bởi quả cầu đồng chất có khối lượng M tại điểm cách tâm một khoảng r là:

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, hoàn thành nội dung Luyện tập (SCĐ – tr13)

2. a) Tính cường độ trường hấp dẫn tại:

+ Đỉnh Fansipan (Phan-xi-păng) có độ cao 3143 m so với mực nước biển

+ Trạm không gian quốc tế (ISS), độ cao quỹ đạo này là 370 km so với mực nước biển.

1. b) Cường độ trường hấp dẫn tại hai nơi trên giảm bao nhiêu phần trăm so với cường độ trường hấp dẫn trên mặt đất.
2. Gia tốc rơi tự do của quả táo ở gần mặt đất là 9,81 m/s². Biết rằng khối lượng quả táo là 0,3 kg.
3. a) Tính độ lớn lực hấp dẫn do quả táo hút Trái Đất.
4. b) Lực hút này sẽ gây ra cho Trái Đất gia tốc bằng bao nhiêu?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức đã học, tìm đáp án đúng.

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:

Luyện tập 2 (SCĐ – tr13)

1. a) Cường độ trường hấp dẫn tại đỉnh Fansipan là:

 N/kg

Cường độ trường hấp dẫn tại Trạm không gian quốc tế là

 N/kg.

1. b) Cường độ trường hấp dẫn tại đỉnh Fansipan giảm 0,102 %, tại trạm không gian quốc tế giảm 10,6 %.

Luyện tập 3 (SCĐ – tr13)

81. a) Lực hấp dẫn do quả táo hút Trái Đất là: F = g.m = 9,81.0,3 = 2,943 N
82. b) Lực hút này sẽ gây ra cho Trái Đất gia tốc bằng:

 (m/s²)

Bước 4: GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập.

1. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
2. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức đã học để giải một số bài tập vận dụng trong SCĐ.
3. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.
4. Sản phẩm học tập: HS vận dụng kiến thức về lực hấp dẫn và trường hấp dẫn để trả lời câu hỏi GV đưa ra.
5. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS hoàn thành nội dung phần Vận dụng (SCĐ – tr16)

Sử dụng dữ kiện trong Bảng 2.1 để trả lời các câu hỏi sau:

Một mảnh thiên thạch có khối lượng 200 kg từ khoảng cách và vô cùng lao xuống Mặt Trăng do tác dụng của lực hấp dẫn. Chọn gốc thế năng ở xa vô cùng.

1. a) Tính thế hấp dẫn tại bề mặt Mặt Trăng
2. b) Tính thế năng hấp dẫn của mảnh thiên thạch ngay trước khi va chạm với bề mặt Mặt Trăng.
3. c) Do Mặt Trăng không có khí quyền, nên toàn bộ sự thay đổi thế năng hấp dẫn của mảnh thiên thạch từ khoảng cách ra vô cùng đến khi tới bề mặt Mặt Trăng chuyển hóa thành động năng của mảnh thiên thạch. Tính tốc độ va chạm của mảnh thiên thạch.

- GV yêu cầu HS tìm hiểu mục Em có biết (SCĐ – tr14).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học và liên hệ thực tế để thực hiện nhiệm vụ.

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS đưa ra đáp án các nội dung vào tiết học sau.

Gợi ý:

Vận dụng (SCĐ – tr16)

1. a) Thế hấp dẫn tại Mặt Trăng:

(J/kg)

1. b) Thế năng hấp dẫn của mảnh thiên thạch ngay trước khi va chạm với bề mặt Mặt Trăng là:

(J)

1. c) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:

 m/s

Bước 4:

- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập.

- GV nhận xét, đánh giá và kết thúc tiết học.

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Xem lại kiến thức đã học ở bài 2.

- Hoàn thành các bài tập phần Vận dụng và đọc thêm mục Em có biết.

- Xem trước nội dung Bài 3. Chuyển động trong trường hấp dẫn.