Top 11 # Định Luật Hấp Dẫn In English Xem Nhiều Nhất, Mới Nhất 3/2023 # Top Trend

11

LỰC HẤP DẪN. ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

1. Kiến thức

– Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được công thức của lực hấp dẫn.

– Nêu được định nghĩa trọng tâm của một vật.

2. Kỹ năng

– Giải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn.

– Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản như ở trong bài học.

Lực nào giữ cho Mặt Trăng chuyển động gần như tròn đều quanh Trái Đất? Lực nào giữ cho Trái Đất và Mặt Trăng chuyển động gần như tròn đều quanh Mặt Trời?

I – LỰC HẤP DẪN

Niu-tơn là người đầu tiên đã kết hợp được những kết quả quan sát thiên văn về chuyển động của các hành tinh với những kết quả nghiên cứu về sự rơi của các vật trên Trái Đất và do đó đã phát hiện ra rằng mọi vật trong Vũ trụ đều hút nhau với một lực, gọi là lực hấp dẫn (Hình 11.1).

Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng đã giữ cho Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất.

Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và các hành tinh đã giữ cho các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời.

Khác với lực đàn hồi và lực ma sát là lực tiếp xúc, lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.

1. Thả một vật nhỏ (cái hộp) rơi xuống đất. Lực gì đã làm cho vật rơi?

Hình 11.1. Hệ Mặt Trời

II – ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN (ĐLVVHD)

1. Định luật

Những đặc điểm của lực hấp dẫn đã được Niu-tơn nêu lên thành định luật sau đây, gọi là định luật vạn vật hấp dẫn:

Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích của các khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng (Hình 11.2).

Hình 11.2

2. Hệ thức

(11.1)

Trong đó:

G: hằng số hấp dẫn, bằng 6,67.10-11 ().

m 1, m 2: khối lượng của hai chất điểm (kg).

r: khoảng cách giữa hai chất điểm (m).

Hệ thức (11.l) áp dụng được cho các vật thông thường trong hai trường hợp:

a) Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng.

b) Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối tâm.

Bài tập ví dụ 1. Mặt Trăng và Trái Đất có khối lượng lần lượt là 7,4.1022 kg và 6.1024 kg, ở cách nhau 38400 km. Tính lực hấp dẫn? Giải:

r = 38400km = 38400000m = 384.10 5 m

Bài tập ví dụ 2. Cho biết khối lượng Trái đất là M = 6.1024 kg, khối lượng của một hòn đá là m = 2,3 kg, gia tốc rơi tự do là g = 9,81 m/s2. Hỏi hòn đá hút Trái đất với một lực bằng bao nhiêu? Giải:

Với vật có trọng lượng m= 2,3 kg thì Trái Đất tác dụng lên vật một trọng lực là :

P = m.g = 2,3.9,81 = 22,6 N.

Bài tập ví dụ 3. Theo định luật III Newton, hòn đá sẽ tác dụng lên Trái Đất một lực F = P = 22,6 N. Tìm khối lượng MT của mặt Trời từ các dự liệu của Trái Đất. Cho biết: Khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời R = 1,5.1011 (m); hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 (N.m2/kg2). Giải:

Chu kỳ quay của Trái Đất xung quanh Mặt Trời là:

T = 365 ´ 24 ´ 3600 = 3,15.10 7 s

Từ công thức :

Þ M T =

= =2.10 30 kg.

2 . Theo Newton thì trọng lực mà TĐ tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa TĐ và vật đó. Nếu vật ở độ cao h so với mặt đất thì công thức tính lực hấp dẫn giữa TĐ và vật được viết như thế nào? Suy ra gia tốc rơi tự do g = ? Nếu h << R thì g = ? Có nhận xét gì về gia tốc rơi tự do của các vật ở gần mặt đất?

III – TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN

Theo Niu-tơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó.

(1)

Trong đó, m là khối lượng của vật, h là độ cao của vật so với mặt đất, M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất. Mặt khác ta lại có:

P = mg (2)

– Từ (1) và (2) Þ

(11.2)

là gia tốc rơi tự do của vật ở độ cao h so với mặt đất.

Nếu h << R (vật ở gần mặt đất) thì:

(11.3)

Các công thức (11.2) và (11.3) cho thấy, gia tốc rơi tự do phụ thuộc độ cao nếu độ cao h khá lớn và là như nhau đối với các vật ở gần mặt đất (h << R). Các hệ quả này hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm và là một bằng chứng về sự đúng đắn của định luật vạn vật hấp dẫn.

LỰC HẤP DẪN: Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.

Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp đẫn giữa hai chất điểm bất kỳ tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Trong đó:

G: hằng số hấp dẫn, bằng 6,67.10-11( )

Câu 1. Phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn?

Câu 2. Nêu định nghĩa trọng tâm của vật?

11.1. Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10 N. Khi chuyển động tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu niu-tơn?

A. 1 N. C. 5 N.

B. 2,5 N. D. 10 N.

11.2. Hai xe tải giống nhau, mỗi xe có khối lượng 2,0.10 4 kg, ở cách xa nhau 40 m. Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu phần trọng lượng P của mỗi xe? Lấy g= 9,8 m/s 2.

A. 34.10-10 P. C. 85.10-8 P.

B. 34.10-8 P. D. 85.10-12 P.

11.3. Một con tàu vũ trụ bay về hướng Mặt Trăng. Hỏi con tàu đó ở cách tâm Trái Đất bằng bao nhiêu lần bán kính Trái Đất thì lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng lên con tàu sẽ cân bằng nhau? Cho biết khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng của Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng của Trái Đất 81 lần.

11.4. Tính gia tốc rơi tự do ở độ cao 3200 m và ở độ cao 3200 km so với mặt đất. Cho biết bán kính Trái Đất là 6400 km và gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 9,80 m/s 2.

11.5. Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg khi người đó ở

a) trên Trái Đất (g = 9,8 m/s 2).

b) trên Mặt Trăng (g = 1,7 m/s 2).

c) trên Kim tinh (g = 8,7 m/s 2).

d) trong khoảng không vũ trụ rất xa các thiên thể.

Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên mặt trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc n ày.

Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9 km/s để thoát khỏi sức hút của trái đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1 g muốn thoát khỏi trái đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40 W trong 1 giờ.

Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ vào việc chất khí phụt ra phía sau tạo nên một phản lực. Khí phụt ra càng nhanh, tên lửa bay càng chóng. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài đòi hỏi phải có tốc độ phụt khí rất cao ra, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000 m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2 km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.

Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cách thoả đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.

Lợi về tốc độ, thiệt về nhiên liệu

Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động… cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9 km/s trở lên để bay quanh trái đất hoặc thoát khỏi trái đất.

Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiêu liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5 km/s, tỷ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30 kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12 km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.

Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.

(Theo 10 vạn câu hỏi vì sao)

Thí nghiệm Cavendisch – Phép cân T rái đất

Các nhà vật lý chơi trốn tìm

Khi tất cả các nhà Vật lý đã lên Thiên đàng, họ rủ nhau chơi trò “trốn tìm”. Không may vì “oẳn tù tì” thua nên Einstein phải làm người đi tìm. Ông này bịt mắt và bắt đầu đếm từ 1 đến 100. Trong khi tất cả mọi người đều đi trốn thì chỉ có mình Newton ở lại. Newton vẽ 1 hình vuông mỗi chiều 1m ngay cạnh Einstein và đứng ở trong đó. Einstein đếm đến 100 xong thì mở mắt ra và nhìn thấy Newton ngay trước mặt. Einstein lập tức reo lên: “Newton! Newton! đã tìm được Newton!”. Newton phản đối, ông ta tuyên bố rằng mình không phải Newton. Tất cả các nhà vật lý khác đều ra khỏi chỗ nấp và yêu cầu Newton chứng minh rằng ông không phải Newton. Làm sao đây ???!!! Một lúc sau, Newton nói: “Tôi đang đứng trong 1 hình vuông diện tích 1m vuông. Điều đó có nghĩa tôi là một Newton trên 1 m vuông. Vì thế tôi là… Pascal.”

Newton đã khám phá ra mối quan hệ giữa chuyển động củaMặt trăng và chuyển động của một vật thể rơi tự do trên Trái đất . Bằng lý thuyết động lực học và hấp dẫn của mình , ông đã giải thích các định luật Kepler và thiết lập nên khoa học định lượng hiện đại về lực hấp dẫn. Newton đã giả định sự tồn tại của một lực hấp dẫn giữa tất cả các vật thể có khối lượng lớn, một lực không cần tiếp xúc với cơ thể và tác động ở khoảng cách xa. Bằng cách viện dẫn định luậtquán tính (các vật thể không bị tác dụng bởi một lực chuyển động với tốc độ không đổi trên một đường thẳng), Newton kết luận rằng một lực do Trái đất tác dụng lên Mặt trăng là cần thiết để giữ cho nó chuyển động tròn quanh Trái đất hơn là chuyển động trên một đường thẳng. Ông nhận ra rằng lực này có thể, ở tầm xa, giống như lực mà Trái đất kéo các vật thể trên bề mặt của nó xuống dưới. Khi Newton phát hiện ra rằng gia tốc của Mặt Trăng nhỏ hơn 1 / 3.600 so với gia tốc ở bề mặt Trái Đất, ông đã liên hệ con số 3.600 với bình phương bán kính Trái Đất. Ông tính rằng quỹ đạo chuyển động tròn đều bán kính R và chu kì T cần gia tốc hướng vào A không đổi bằng tích 4π 2 và tỷ lệ giữa bán kính với bình phương thời gian:

tác động của lực hấp dẫn lên Mặt trăng và Trái đất

Ảnh hưởng của lực hấp dẫn lên Trái đất và Mặt trăng.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Của Mặt trăng trên quỹ đạo có bán kính khoảng 384.000 km (239.000 dặm; khoảng 60 Trái Đất bán kính), và thời gian của nó là 27,3 ngày (nó kỳ synodic , hoặc thời gian đo về Pha Mặt Trăng, là khoảng 29,5 ngày). Newton nhận thấy gia tốc hướng vào của Mặt Trăng trên quỹ đạo của nó là 0,0027 mét / giây / giây, bằng (1/60) 2 gia tốc của một vật rơi trên bề mặt Trái Đất.

Lực hấp dẫn

Lực hấp dẫn của Trái đất yếu đi khi khoảng cách ngày càng tăng.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Trong lý thuyết của Newton, mọi hạt vật chất nhỏ nhất đều hút mọi hạt khác theo trọng trường, và trên cơ sở đó, ông đã chỉ ra rằng lực hút của một vật thể hữu hạn có đối xứng cầu giống như lực hút của toàn bộ khối lượng tại tâm vật thể. Tổng quát hơn, lực hút của bất kỳ vật thể nào ở một khoảng cách đủ lớn đều bằng lực hút của toàn bộ khối lượng tại tâm khối lượng. Do đó, ông có thể liên hệ hai gia tốc, của Mặt trăng và của một vật thể rơi tự do trên Trái đất, với một tương tác chung, một lực hấp dẫn giữa các vật thể nhỏ đi như là bình phương nghịch đảo của khoảng cách giữa chúng. Do đó, nếu khoảng cách giữa các vật thể tăng lên gấp đôi thì lực tác dụng lên chúng sẽ giảm đi một phần tư so với ban đầu.

Quan sát một thí nghiệm chứng minh vật thể nào chạy nhanh hơn 10 mét bằng cách so sánh vận động viên chạy nước rút nhanh nhất thế giới với một vật thể đang rơi

Một thí nghiệm để chứng minh cái nào nhanh hơn 10 mét: vận động viên chạy nước rút nhanh nhất thế giới hoặc một vật thể được kéo bởi trọng lực.

© MinutePhysics ( Một đối tác xuất bản Britannica ) Xem tất cả video cho bài viết này

Newton đã thấy rằng lực hấp dẫn giữa các vật thể phải phụ thuộc vào khối lượng của các cơ thể. Vì một vật thể có khối lượng M chịu một lực F sẽ tăng tốc với tốc độ F / M , nên một lực hấp dẫn tỷ lệ với M sẽ phù hợp với quan sát của Galileo rằng tất cả các vật thể đều tăng tốc dưới lực hấp dẫn về phía Trái đất với cùng một tốc độ, một thực tế mà Newton cũng đã thử nghiệm bằng thực nghiệm. Trong phương trình Newton F 12 là độ lớn của lực hấp dẫn tác dụng giữa các khối lượng M 1 và M 2 cách nhau một khoảng r 12 . Lực bằng tích của các khối lượng này và của G , một hằng số phổ quát , chia cho bình phương khoảng cách.

Lực tác dụng theo hướng của đường nối hai vật và do đó được biểu diễn tự nhiên dưới dạng vectơ , F. Nếu r là độ phân ly vectơ của hai vật thìTrong biểu thức này, hệ số r / r 3 tác động theo hướng của r và có giá trị bằng 1 / r 2 .

Lực hút của một số vật có khối lượng M 1 lên vật có khối lượng M làtrong đó Σ 1 có nghĩa là các lực do tất cả các vật thể hút phải cộng lại với nhau theo phương thẳng hàng. Đây là định luật hấp dẫn của Newton về cơ bản ở dạng ban đầu. Một biểu thức đơn giản hơn, phương trình (5), cho gia tốc bề mặt trên Trái đất. Đặt một khối lượng bằng khối lượng Trái đất M E và khoảng cách bằng bán kính r E của Trái đất thì gia tốc hướng xuống của một vật ở bề mặt g bằng tích của hằng số hấp dẫn phổ quát và khối lượng của Trái đất chia cho bình phương của bán kính:

Trọng lượng và khối lượng

The weight W of a body can be measured by the equal and opposite force necessary to prevent the downward acceleration; that is Mg. The same body placed on the surface of the Moon has the same mass, but, as the Moon has a mass of about 1/81 times that of Earth and a radius of just 0.27 that of Earth, the body on the lunar surface has a weight of only 1/6 its Earth weight, as the Apollo program astronauts demonstrated. Passengers and instruments in orbiting satellites are in free fall. They experience weightless conditions even though their masses remain the same as on Earth.

Equations (1) and (2) can be used to derive Kepler’s third law for the case of circular planetary orbits. By using the expression for the acceleration A in equation (1) for the force of gravity for the planet GMPMS/R2 divided by the planet’s mass MP, the following equation, in which MS is the mass of the Sun, is obtained:

Kepler’s very important second law depends only on the fact that the force between two bodies is along the line joining them.

Newton was thus able to show that all three of Kepler’s observationally derived laws follow mathematically from the assumption of his own laws of motion and gravity. In all observations of the motion of a celestial body, only the product of G and the mass can be found. Newton first estimated the magnitude of G by assuming Earth’s average mass density to be about 5.5 times that of water (somewhat greater than Earth’s surface rock density) and by calculating Earth’s mass from this. Then, taking ME and rE as Earth’s mass and radius, respectively, the value of G was which numerically comes close to the accepted value of 6.6743 × 10−11 m3 s−2 kg−1, first directly measured by Henry Cavendish.

Comparing equation (5) for Earth’s surface acceleration g with the R3/T2 ratio for the planets, a formula for the ratio of the Sun’s mass MS to Earth’s mass ME was obtained in terms of known quantities, RE being the radius of Earth’s orbit:

The motions of các mặt trăng của Sao Mộc (do Galileo phát hiện) xung quanh Sao Mộc tuân theo định luật Kepler cũng giống như các hành tinh xung quanh Mặt trời. Do đó, Newton tính toán rằng Jupiter, với bán kính 11 lần lớn hơn Trái đất, đã có kích thước lớn hơn Trái Đất nhưng chỉ 318 lần 1 / 4 như dày đặc.

Bài tập: Lực hấp dẫn – Định luật vạn vật hấp dẫn Câu 1: Chọn phát biểu đúng: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích số hai khối lượng của chúng. Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ nghịch với tích số hai khối lượng của chúng. Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với bình phương khoảng cách giữa chúng. Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa chúng. Câu 2: Chọn phát biểu không đúng: Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực của vật. Gia tốc rơi tự do của vật càng lên cao càng giảm. Trọng lượng của một vật càng lên cao càng tăng. Câu 3: So sánh gia tốc rơi tự do của hai chất điểm A, B giống hệt nhau, biết A nằm trên mặt đất, B nằm cách mặt đất một khoảng R (R là bán kính Trái Đất). gA = gB B. gA = 2gB C. gA = 4gB D. gA = 12 gB Câu 4: Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khối lượng 40000 tấn ở cách nhau 1,5 km. Lấy g = 9,8 m/s2. So sanh lực hấp dẫn giữa chúng và một quả cân có khối lượng 12g. Lớn hơn. B. Nhỏ hơn. C. Bằng nhau. D. Chưa thể biết. Câu 5: Biết khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất là 384.106 m. Khối lượng của Trái đất M = 6.1024 kg, khối lượng Mặt Trăng m = 7,37.1022 kg. Xác định lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng? 2.1020 N B. 2.1021 N C. 2.1022 N D. 2.1019 N Câu 6: Một chất điểm khi ở mặt đất có gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2. Nếu chất điểm đó nằm ở một hành tinh có bán kính gấp 1,5 lần Trái Đất và khối lượng 4,5 lần Trái Đất thì gia tốc g’ của chất điểm là bao nhiêu? g’ = 5 m/s2 B. g’ = 20 m/s2 C. g’ = 30 m/s2 D. g’ = 3,3 m/s2 Câu 7: Hai xe tải giống nhau. Mỗi xe có khối lượng 20 tấn, ở cách xa nhau 40m. Hỏi lực hấp dẫn giữa hai xe bằng bao nhiêu lần trọng lượng P của mỗi xe? Lấy g = 9,8 m/s2. 34.10-10 P B. 34.10-8 P C. 85.10-8 P D. 85.10-12 P Câu 8: Một con tàu vũ trụ bay hướng về Mặt trăng. Hỏi con tàu đó cách tâm Trái Đất một khoảng x bằng bao nhiêu lần bán kính Trái Đất để lực hút của Trái Đất gấp 9 lần lực hút của Mặt trăng lên con tàu? Biết khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất, khối lượng Mặt trăng nhỏ hơn khối lượng Trái đất 81 lần. x = 54R B. x = 45R C. x = 36R D. x = 63R Câu 9: Chọn câu trả lời đúng. Gia tốc rơi tự do trên bề mặt mặt trăng là g0 và bán kính mặt trăng là 1740km. Ở độ cao h =3480 km so với bề mặt mặt trăng thì gia tốc rơi tự do bằng : A. B. C.3g0 D.9g0 Câu 10: Chọn câu trả lời đúng Cần phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai vật bao nhiêu để lực hút tăng 6 lần A.Tăng 6 lần B. Tăng lần C. Giảm 6 lần D. Giảm lần Câu 11: Chọn phát biểu đúng về lực hấp dẫn giữa hai vật A.Lực hấp dẫn giảm đi hai lần khi khoảng cách tăng hai lần B.Lực hấp dẫn tăng 4 lần khi khối lượng mỗi vật tăng hai lần C.Hằng số hấp dẫn có giá trị G = 6,67.1011 N/kg2 trên mặt đất D.Hằng số G của các hành tinh càng gần Mặt Trời thì có giá trị càng lớn Câu 12: Biểu thức của định luật vạn vật hấp dẫn là: A. Fhd = G B. Fhd = ma C. Fhd = G D. Fhd = G Câu 13: Khi khối lượng của mỗi vật tăng lên gấp đôi và khoảng cách giữa chúng cũng tăng lên gấp đôi thì lực hấp dẫn giữa chúng sẽ: A. Tăng gấp đôi. B. Giảm đi một nửa. C. Tăng bốn lần. D. Không đổi. Câu 14:Chọn câu trả lời đúng Khối lượng Trái Đất bằng 80 lần khối lượng Mặt Trăng. Lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng bằng bao nhiêu lần lực hấp dẫn mà Mặt Trăng tác dụng lên Trái Đất ? A.Bằng nhau B.Lớn hơn 6400 lần C.Lớn hơn 80 lần D.Nhỏ hơn 80 lần Câu 15: Chọn câu trả lời đúng Hai quả cầu mỗi quả có khối lượng 200kg,bán kính 5m đặt cách nhau 100m .Lực hấp dẫn giữa chúng bằng : A.2,668.10-6 N B. 2,204.10-8 N C. 2,668.10-8 N D. 2,204.10-10 N Câu 16: Phi hành gia lơ lửng trong tàu vũ trụ là do không có : A.Trọng lực B.Trọng lượng C.Khối lượng D.Lực tác dụng Câu 17: Chọn câu trả lời đúng Cho gia tốc g ở mặt đất là 10m/s2 thì ở độ cao bằng bán kính trái đất, gia tốc này sẽ là : A.5m/s2 B.7,5m/s2 C.20 m/s2 D.2,5 m/s2 Câu 18: Chọn câu trả lời đúng. Ở độ cao nào so với mặt đất, gia tốc rơi tự do có giá trị bằng một nửa gia tốc rơi tự do ở mặt đất? Cho biết bán kính Trái Đất R = 6400km A.2550km B.2650km C.2600km D.2700km Câu 19: Chọn câu trả lời đúng Một vật có khối lượng 2kg ở trên mặt đất có trọng lượng 20N . Nếu di chuyển vật tới một địa điểm cách tâm trái đất 2R,thì nó có trọng lượng bao nhiêu ? A.10N B.5N C.1N D.0,5N Câu 20: Một vệ tinh nhân tạo khối lượng m bay quanh Trái Đất ở độ cao h = R/2 ( R bán kính Trái Đất). Để vệ tinh luôn chuyển động tròn đều Trái Đất, thì lực hướng tâm của vệ tinh là A. B. C. D.

– Nêu được khái niệm về lực hấp dẫn và các đặc điểm của lực hấp dẫn

– Phát biểu được định luật hấp dẫn và viết được hệ thức liên hệ của lực hấp dẫn (giới hạn áp dụng của công thức đó)

– G iải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn.

– Phân biệt lực hấp dẫn với các loại lực khác như: lực điện, lực từ, lực ma sát,…

– Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản

– Tích cực chú ý nghe giảng.

– Phát biểu, đóng góp ý kiến xây dựng bài.

– Có ý thức chuẩn bị bài trước khi đến lớp.

4. Các năng lực chính hướng tới hình thành và phát triển năng lực ở học sinh:

– Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân.

III, Tiến trình dạy- học.

1.1. Kiểm tra bài cũ:

Mục tiêu: Kiểm tra và đánh giá mức độ hiểu bài cũ, thái độ và tinh thần ôn bài trước khi đến lớp

– Làm chính xác thêm kiến thức đồng thời có liên hệ chặt chẽ phục vụ hữu ích cho bài học mới.

– Sáng tỏ tình trạng kiến thức, kỹ năng,

– Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

– Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện ( hoặc mất đi) đồng thời.

– Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều. Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối.

– Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau

Học sinh nhận xét:

1.2. Khởi động:

GVNX:

Hoạt động 3: Nghiên cứu về sự rơi tự do trên cơ s ở định luật vạn vật hấp dẫn ( 10 phút).

Giáo viên:

– Cung cấp kiến thức cho học sinh về trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn.

Học sinh:

– Tiếp nhận kiến thức.

– Thực hiện yêu cầu của giáo viên để xây dựng được công thức tính gia tốc rơi tự do.

Học sinh nhận xét:

GVNX:

r là khoảng cách giữa chúng (m)

G là hằng số hấp dẫn

G = 6,67.10 -11 (N.m 2 /kg 2 )

– Được áp dụng cho các vật thông thường trong hai trường hợp:

+ Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với khích thược của chúng

+ Các vật đồng chất và có dạng hình cầu , khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối hai tâm và đặt vào hai tâm đó.

III. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn .

– Trọng lực mà trái đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật đó.

– Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực.

– Độ lớn của trọng lực ( trọng lượng) theo hệ thức của định luật vạn vật hấp dẫn bằng:

Trong đó:

m là khối lượng của vật.

M và R là khối lượng và bán kính của trái đất.

Mặt khác: P = mg

Suy ra: Gia tốc rơi tự do

Nếu vật ở gần mặt đất:

Vận dụng những kiến thức vừa tiếp thu được để giải quyết những nhiệm vụ cụ thể .

4. Vận dụng, tìm tòi, mở rộng: ( 2 phút)

V ận dụng những kiến thức, kĩ năng, đã được học vào trong cuộc sống thực tiễn ở gia đình, nhà trường và cộng đồng.

Hoạt động này khuyến khích học sinh tiếp tục tìm hiểu thêm để mở rộng kiến thức.

Phiếu học tập

Câu 1: Chọn phát biểu sai về lực hấp dẫn :

A. Lực hấp dẫn là lực suất hiện giữa mọi vật.

B. Trên trái đất lực hấp dẫn được thể hiện là trọng lực.

C. Lực hấp dẫn là lức tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai chất điểm.

D. Lực hấp dẫn là lực tác dụng được trong chân không.

Câu 2: Điều nào sau đây sai khi nói về trọng lực:

A. Trọng lực tác dụng lên các vật có khối lượng bằng nhau là bằng nhau.

B. Trọng lực được xác định bởi biểu thức P = mg.

C. Trọng lực là lực hút của trái đất lên vật ở gần trái đất.

D. Trọng lực tác dụng lên một vật thay đổi theo vị trí của vật trên mặt đất.

Câu 3: Cần phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai vật bao nhiêu để lực hút tăng 6 lần:

A. Giảm 6 lần. C. Giảm lần.

B. Tăng 6 lần. D. Tăng lần.

Câu 4 : Cho biết khoảng cách giữa tâm Mặt Trăng và tâm Trái Đất là 38.10 7 m; khối lượng Mặt Trăng và Trái Đất tương ứng là 7,37.10 22 kg và 6.10 24 kg; hằng số hấp dẫn G = 6,67 .10 -8 N. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là :

A. 0,204.10 21 N. C. 22.10 25 N.

B. 2,04.10 21 N. D. 2.10 27 N.

A. Hai lực này cùng phương ngược chiều và cùng độ lớn.

B. Hai lực này cùng phương cùng chiều.

C. Hai lực này cùng chiều cùng độ lớn.

D. Phương của hai lực này luôn thay đổi và không trùng nhau.