HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu video về trọng lực và ảnh hưởng của trọng lực đến cuộc sống cho HS quan sát.

(link video)

(GV cân đối thời lượng tiết học để cho HS xem một phần/hết video).

- Sau khi xem xong video, GV phát cho mỗi HS 3 tờ giấy note và yêu cầu HS nghiên cứu SCĐ, làm việc cá nhân, thực hiện yêu cầu sau:

Em hãy viết ra các tờ giấy note và dán lên các bảng nhỏ theo ba khu vực:

Bảng 1: Các điều bạn đã biết về lực hấp dẫn.

Bảng 2: Các ví dụ về sự tồn tại của lực hấp dẫn trong cuộc sống xung quanh bạn.

Bảng 3: Các câu hỏi về lực hấp dẫn bạn muốn tìm hiểu thêm.

- GV hướng dẫn HS đọc giấy note ý kiến của các HS khác dán trên bảng và cân nhắc rút lại các tờ note của mình ở bảng 3 nếu như đã tìm thấy câu trả lời từ HS khác ở bảng 1, 2.

- GV tổ chức cho HS thảo luận về các câu hỏi còn thắc mắc.

- Sau khi HS thảo luận và phát biểu, GV nhận xét và tổng kết về nội dung lực hấp dẫn.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, quan sát video 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 khái niệm lực hấp dẫn của Trái Đất, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

I. LỰC HẤP DẪN CỦA TRÁI ĐẤT

- Lực hấp dẫn là lực hút giữa các đối tượng trong vũ trụ.

- Trọng lực chính là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên mọi vật.

Ví dụ: Trái Đất hút một quả táo với một lực cỡ 3 N trong khi lực hút của Trái Đất tác dụng lên một con tàu khối lượng rất lớn có thể lên đến 2.10⁸ N.

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 tìm hiểu về nội dung định luật vạn vật hấp dẫn, lực hấp dẫn giữa các vật có kích thước nhỏ so với khoảng cách giữa chúng và trả lời các câu hỏi sau:

+ Viết biểu thức của lực hấp dẫn đối với hai chất điểm.

+ Biểu diễn lực hấp dẫn tác dụng giữa hai vật là hai chất điểm trên hình vẽ.

+ Hãy nêu một số ví dụ có thể áp dụng tính lực hấp dẫn dựa vào định luật vạn vật hấp dẫn.

*Gợi ý: Lực hấp dẫn do vật 1 tác dụng lên vật 2 có phương nằm trên đoạn thẳng nối hai vật, chiều hướng về 1 và có độ lớn .

- Sau khi HS phát biểu, GV nhận xét để thấy được độ lớn lực hấp dẫn phụ thuộc vào khối lượng và khoảng cách giữa hai vật.

- GV thông báo nội dung định luật.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Câu hỏi (SCĐ – tr7)

1. Vì sao cùng chịu tác dụng của lực hút Trái Đất, quả táo rơi xuống mặt đất nhưng Mặt Trăng thì không?

2. Vì sao ta không cảm nhận thấy lực hấp dẫn giữa các vật xung quanh cuộc sống hằng ngày.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, hướng dẫn HS theo dõi SCĐ tìm hiểu về lực hấp dẫn gây ra bởi vật đồng chất hình cầu và trả lời câu hỏi:

+ Khi tính lực hấp dẫn giữa hai hai vật có kích thước lớn so với khoảng cách giữa chúng, người ta quy ước điều gì?

- GV tổng kết về định luật vạn vật hấp dẫn.

- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Luyện tập 1 (SCĐ – tr7) để xác định hướng và độ lớn của lực hấp dẫn giữa hai vật có kích thước nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.

Cho biết khối lượng của Trái Đất và Mặt Trăng lần lượt là 5,97.10²⁴ kg và 7,37.10²² kg. Khoảng cách giữa chúng là 384 400 km. Tính lực hấp dẫn giữa chúng.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, chăm chú nghe GV giảng bài, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

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

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trả lời, 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, nhận xét, tổng kết về nội dung định luật vạn vật hấp dẫn và chuyển sang nội dung mới.

II. ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

- Độ lớn lực hấp dẫn giữa hai vật tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

.

Trong đó:

+ m₁ và m₂ là khối lượng của hai vật, đơn vị đo là kg.

+ r là khoảng cách giữa hai vật, đơn vị đo là m.

+ Hệ số tỉ lệ G = 6,67.10^-11 Nm²/kg² được gọi là hằng số hấp dẫn.

- Khi kích thước các vật rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng, lực hấp dẫn được biểu diễn như hình 1.2.

Ví dụ: Khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất lớn hơn kích thước của chúng rất nhiều, do đó chúng ta có thể áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn khi tính lực hấp dẫn giữa hai thiên thể này.

*Trả lời Câu hỏi 1 (SCĐ – tr7)

Vì Mặt Trăng có khối lượng rất lớn và ở xa Trái Đất nên lực hút của Trái Đất không đủ để làm rơi Mặt Trăng xuống mà chỉ có thể làm cho Mặt Trăng quay xung quanh Trái Đất.

*Trả lời Câu hỏi 2 (SCĐ – tr7)

Do hằng số hấp dẫn G có giá trị rất nhỏ nên độ lớn của lực hấp dẫn giữa các vật xung quanh trong cuộc sống hằng ngày rất nhỏ khiến ta không cảm nhận được.

*Kết luận lực hấp dẫn giữa hai vật có kích thước lớn so với khoảng cách giữa chúng

- Một vật đồng chất hình cầu hút các vật ở ngoài với một lực tương đương như khi toàn bộ khối lượng tập trung tại tâm của nó. Khi này, r là khoảng cách giữa hai tâm, lực hấp dẫn nằm trên đường nối hai tâm và đặt vào hai tâm đó.

*Trả lời Luyện tập 1 (SCĐ – tr7)

Lực hấp dẫn giữa chúng là:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu khái niệm trường hấp dẫn

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

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

+ Hãy nêu khái niệm trường hấp dẫn.

- GV chiếu hình ảnh Mặt Trăng chuyển động trong trường hấp dẫn của Trái Đất (hình 1.5) cho HS quan sát.

Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất với quỹ đạo có bán kính 384 400 km bởi vì nó chịu lực do trường hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi trả lời nội dung Câu hỏi và Luyện tập (SCĐ – tr8)

Câu hỏi 3 (SCĐ – tr8)

Ngoài trường hấp dẫn, bạn đã học về trường nào khác? Nhắc lại tính chất của trường này.

Luyện tập 2 (SCĐ – tr8)

Lấy ví dụ các hiện tượng trong cuộc sống hằng ngày cho thấy bạn đang sống trong trường hấp dẫn của Trái Đất.

- GV kết luận về khái niệm trường hấp dẫn.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, chăm chú nghe GV giảng bài, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

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

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trả lời, 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, nhận xét, nêu khái niệm trường hấp dẫn và chuyển sang nội dung mới.

III. TRƯỜNG HẤP DẪN

1. Khái niệm trường hấp dẫn

- Theo Newton, mọi vật có khối lượng đều tạo ra một trường hấp dẫn trong không gian xung quanh nó. Trường này tác dụng lực hấp dẫn lên bất kì vật nào khác có khối lượng đặt trong đó.

*Trả lời Câu hỏi 3 (SCĐ – tr8)

Ngoài trường hấp dẫn, HS đã được học về:

+ Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của từ trường tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.

+ Điện trường là môi trường (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.

*Trả lời Luyện tập 2 (SCĐ – tr8)

+ Một số ví dụ chứng tỏ tồn tại lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên các vật: viên phấn, hòn đá,...khi được thả ra đều rơi xuống mặt đất, các vệ tinh nhân tạo chuyển động quanh Trái Đất,…

Nhiệm vụ 2. Biểu diễn trường hấp dẫn

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt vấn đề: Chúng ta đã biết tính chất quan trọng nhất của trường hấp dẫn là tác dụng lực hút lên các vật có khối lượng đặt trong đó. Dựa vào hướng và độ mạnh của lực hút này, người ta có thể biểu diễn trường hấp dẫn trong không gian bằng hệ thống các đường sức.

- GV chiếu hình ảnh đường sức hấp dẫn của Trái Đất (hình 1.6) và đường sức 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 trả lời nội dung Câu hỏi (SCĐ – tr9)

4.

a) Các mũi tên trên đường sức cho biết điều gì?

b) Mật độ các đường sức ở các vùng không gian khác nhau cho biết điều gì?

c) Vì sao nói: Trường hấp dẫn của Trái Đất là trường xuyên tâm?

5. Đặc điểm nào cho biết trường hấp dẫn ở gần bề mặt Trái Đất là trường đều?

- GV lưu ý: Trường hấp dẫn của các vật thể có khối lượng hình cầu đồng chất là trường xuyên tâm.

- GV kết luận về biểu diễn đường sức từ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SCĐ, chăm chú nghe GV giảng bài, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

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

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trả lời, 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, nhận xét, tổng kết về biểu diễn trường hấp dẫn và chuyển sang nội dung luyện tập.

2. Biểu diễn trường hấp dẫn

*Trả lời Câu hỏi 4 (SCĐ – tr9)

a) Mũi tên trên đường sức chỉ hướng của lực của lực hấp dẫn tác dụng lên một vật có khối lượng đặt trong trường hấp dẫn.

b) Mật độ các đường sức biểu thị cường độ của trường hấp dẫn - khu vực có mật độ đường sức từ càng thưa thì càng yếu và ngược lại.

c) Trường hấp dẫn của Trái đất là trường xuyên tâm vì các đường sức đều hướng vào tâm Trái Đất.

*Trả lời Câu hỏi 5 (SCĐ – tr9)

+ Các đường sức của từ trường hấp dẫn ở gần mặt đất song song và cách đều nhau.

*Kết luận

- Các đường sức trường hấp dẫn được vẽ theo nguyên tắc:

+ Mũi tên trên đường sức chỉ hướng của lực hấp dẫn tác dụng lên một vật có khối lượng đặt trong trường hấp dẫn.

+ Khu vực có mật độ đường sức càng thưa thì trường hấp dẫn càng yếu và ngược lại.

- Hệ thống đường sức biểu diễn trưởng hấp dẫn của Trái Đất cho thấy, tất cả các vật có khối lượng đặt trong trường này đều bị hút về tâm của Trái Đất. Lực hấp dẫn sẽ yếu hơn khi ra xa bề mặt Trái Đất.

- Ở gần về mặt Trái Đất, trường hấp dẫn là một trường đều.