Giáo án chuyên đề Vật lí 11 chân trời Chuyên đề 1 Bài 1: Định luật vạn vật hấp dẫn (P2)

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: Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khối lượng 50 000 tấn ở cách nhau 1 km. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 20 g. Lấy g = 10m/s².

1. Nhỏ hơn. B. Bằng nhau.
2. Lớn hơn. D. Không xác định được.

Câu 2: Lực hút của Trái Đất đặt vào một vật khi vật ở mặt đất là 45 N, khi vật ở độ cao h là 5 N. Biết bán kính Trái Đất là R. Độ cao của h là:

1. 3R. B. 2R. C. 9R.                                D. .

Câu 3: Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng lên gấp ba thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn:

1. tăng gấp 3 lần. B. giảm đi 3 lần.
2. tăng gấp 9 lần. D. không thay đổi.

Câu 4: Một người có khối lượng 50 kg hút Trái Đất một lực bằng bao nhiêu? Lấy g = 9,8 m/s².

1. 490,5 N. B. 50 N.          
2. 49,05 N. D.500N.

Câu 5: Hai quả cầu giống nhau, mỗi quả cầu có khối lượng m = 2000 kg. Lực hấp dẫn giữa hai quả cầu khi tâm của chúng cách nhau 25 dm là bao nhiêu?

2688. F_hd = 4,2688.10^-5 N. B. F_hd = 4,2688.10^-7 N.
2689. F_hd = 4,2688.10^-6 N. D. F_hd = 4,2688.10^-4 N.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Bài tập (SCĐ – tr9)
Câu 1 (SCĐ – tr9): Giữa các vật có khối lượng luôn tồn tại lực hấp dẫn. Tại sao chúng ta không thể cảm nhận được lực hấp dẫn của những vật thông thường như bàn ghế, nhà cửa tác dụng lên chúng ta?

Câu 2 (SCĐ – tr9): Vào giữa trưa, lực hấp dẫn của Mặt Trời và Trái Đất tác dụng lên vật tại một vị trí xác định trên bề mặt Trái Đất theo hai hướng ngược nhau. Trong khi đó, vào nửa đêm, hai lực này lại cùng hướng. Vậy khi sử dụng cân lò xo, có phải chỉ số khi cân vật lúc giữa trưa nhỏ hơn chỉ số khi cân vật vào vào lúc nửa đêm hay không? Vì sao?

Câu 3 (SCĐ – tr9): Xét hai quả cầu được đặt cách nhau 20 cm thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn 5.10⁻⁹ N.

1. a) Xác định khối lượng của mỗi quả cầu biết rằng tổng khối lượng của chúng là 4 kg.
2. b) Ta có thể quan sát thấy sự dịch chuyển lại gần nhau của hai quả cầu không? Tại sao?

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:

Câu 1 (SCĐ – tr9):

Ta khó có thể cảm nhận được lực hấp dẫn của những vật thông thường như bàn ghế, nhà cửa tác dụng lên chúng ta do lực hấp dẫn giữa chúng với ta trong trường hợp này là quả nhỏ so với các lực khác (chẳng hạn như trọng lực, lực ma sát, lực đàn hồi...).

Câu 2 (SCĐ – tr9):

 Xét về phương, chiều của các lực tác dụng lên vật thì nhận xét này là hợp lí, tuy nhiên sự khác biệt về phương, chiều tại hai thời điểm này không ảnh hưởng đáng kể đến kết quả cân. Vì xét về độ lớn của lực hấp dẫn của Trái Đất (trọng lực) tác dụng lên vật có độ lớn lớn hơn rất nhiều lần so với độ lớn của lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và vật bởi khoảng cách giữa vật và Mặt Trời là rất lớn so với khoảng cách từ vật đến tâm Trái Đất. Do đó, kết quả cân tại hai thời điểm là không có sự khác biệt.

Câu 3 (SCĐ – tr9)

1. a) suy ra m₁.m₂ = 3 kg².

Kết hợp với dữ kiện đề bài: m₁ + m₂ = 4 kg, ta tìm được:

m₁ = 3 kg; m₂ = 1 kg hoặc m₁ = 1 kg; m₂ = 3 kg.

1. b) Ở điều kiện thực tế, khi đặt hai vật trên bề mặt của Trái Đất, ta không thể quan sát được sự dịch chuyển của mỗi vật do lực này có độ lớn không đáng kể so với độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật (liên quan đến độ lớn lực ma sát nghỉ giữa mỗi vật và bề mặt tiếp xúc). Ta chỉ có thể quan sát chuyển động lại gần nhau của hai quả cầu này trong trường hợp lí tưởng chỉ tồn tại lực hấp dẫn giữa chúng.

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 liên quan.
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 định luật vạn vật 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 chiếu câu hỏi bài tập:

Câu 1: Cho gia tốc rơi tự do tại mặt đất là 9,8 m/s². Tìm gia tốc rơi tự do tại độ cao bằng  bán kính Trái Đất?

Câu 2: Tính lực hấp dẫn giữa hai quả cầu giống nhau, khối lượng mỗi quả cầu là 3kg, có bán kính 10 cm, tâm của hại quả cầu đặt cách nhau 80 cm.

So sánh lực hấp dẫn của hai quả cầu trên với trọng lực của chúng. Giải thích tại sao hai lực này lại có độ lớn khác nhau.

- GV yêu cầu HS tìm hiểu tại nhà nội dung phần Mở rộng (SCĐ – tr6) về nội dung Giai thoại về cây táo Newton và nội dung phần Mở rộng (SCĐ – tr8) về nội dung Ba định luật Kepler về chuyển động thiên thể.

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:

Câu 1: Áp dụng công thức gia tốc rơi tự do

Ta có:

Tại mặt đất có h = 0:

Tại độ cao bằng 1/5 bán kính Trái Đất:

Câu 2: Lực hấp dẫn giữa hai quả cầu khác trọng lực của hai quả cầu là do lực hấp dẫn giữa chúng là tương tác giữa 2 quả cầu phụ thuộc vào khoảng cách và khối lượng giữa chúng, còn trọng lực của chúng là phụ thuộc vào khối lượng Trái Đất nên độ lớn lực khác nhau

(N)

P = mg = 3.9,8 = 29,4 N → 3,13.10¹⁰ N.

Như vậy là trọng lực của quả cầu vô cùng lớn so với lực hấp dẫn giữa hai quả cầu, nên ta cảm nhận được rõ trọng lực của vật hơn lực hấp dẫn giữa chúng.

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 1.

- Hoàn thành các bài tập và tìm hiểu nội dung Mở rộng.

- Xem trước nội dung Bài 2. Trường hấp dẫn.