Bài giảng điện tử Vật lí Lớp 10 - Bài 11: Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn

KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1: Phát biểu định luật III Niu-tơn và viết biểu thức của định luật này? 
So sánh sự giống và khác nhau của hai lực cân bằng và hai lực trực đối? 
 Câu 2: Em hãy nêu các đặc điểm của lực tác dụng và phản lực 
QUAN SÁT 
 Thả nhẹ viên phấn, viên phấn rơi xuống mặt đất 
Lực gì đã làm viên phấn rơi ? 
Tại sao trái táo không rơi lên trời ? 
Tại sao chúng ta có thể đứng trên mặt đất mà không bị văng ra khỏi quỹ đạo của nó ? 
HỆ MẶT TRỜI 
Như ta đã biết ,hệ thiên hà (dãy ngân Hà) là một tập hợp có các dạng một cái đĩa, gồm bụi, hành tinh và hàng tỉ ngôi sao, kể cả Mặt Trời và hệ Mặt Trời của chúng ta. Lực gắn kết nó, hoặc bất kì một thiên hà nào khác với nhau chính là lực giữ Mặt Trăng trên quỹ đạo, hiện tượng thủy triều của dòng nước và giữ bạn trên Trái Đất . 
Điều ấy chính là chủ đề nghiên cứu trong cuộc tìm tòi về sự thống nhất đã bắt đầu hàng nhiều thế kỉ.Cuộc tìm tòi đó là việc các nhà vật lí thích xem xét các hiện tượng có lẽ không liên quan gì với nhau để chứng minh rằng có thể tìm được một hệ thức, nếu xem xét chúng một cách cặn kẻ hơn. Năm 1665, chàng trai 23 tuổi Isaac Newton đã có cống hiến cơ bản cho vật lí học, khi chứng minh rằng lực giữ Mặt Trăng trên quỹ đạo cũng chính là lực làm cho quả táo rơiĐó chính là “Lực Hấp Dẫn” 
BÀI 11 
LỰC HẤP DẪN 
ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN 
NGUYỄN TRẦN DIỆU HIỀN 
I/ Nhận xét 
- Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau bằng một lực gọi là lực hấp dẫn 
- Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng giữ cho Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất. 
- Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và các hành tinh giữ cho các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời 
 LỰC HẤP DẪN- ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN 
I/ Nh ận xét  
 - Lực hấp dẫn tác dụng qua khoảng không gian giữa các vật 
MÆt Trêi 
MÆt Trăng 
Tr¸i ĐÊt 
 ChuyÓn ®éng cña MÆt Tr¨ng quanh Tr¸i §Êt vµ cña Tr¸i §Êt quanh MÆt Trêi 
Lùc nµo gi÷ cho M¨t Tr¨ng chuyÓn ®éng gÇn nh­ trßn ®Òu quanh Tr¸i §Êt? Lùc nµo gi÷ cho Tr¸i §Êt chuyÓn ®éng gÇn nh­ trßn ®Òu quanh MÆt Trêi? 
LỰC NÀO GIỮ CHO CÁC HÀNH TINH CHUYỂN ĐỘNG XUNG QUANH MẶT TRỜI ? 
II/ Định luật vạn vật hấp dẫn 
LỰC HẤP DẪN- ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN 
r 
m 1 
m 2 
Hai chất điểm m 1 , m 2 đặt cách nhau một khoảng r 
Lực hấp dẫn do vật 1 tác dụng lên vật 2 
Lực hấp dẫn do vật 1 tác dụng lên vật 2 
II/ Định luật vạn vật hấp dẫn 
I/ Nhận xét 
II/ Định luật vạn vật hấp dẫn 
1/ Nội dung định luật 
Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng 
I/ Nhận xét 
II/ Định luật vạn vật hấp dẫn 
2/ Biểu thức: 
 m 1 , m 2 : Khối lượng của hai chất điểm . 
 r : Khoảng cách giữa hai chất điểm 
G : Hằng số hấp dẫn ; G = 6,67.10 -11 N.m 2 /kg 2 
 Điều kiện áp dụng hệ thức cho các vật : 
 - Khoảng cách giữa chúng phải rất lớn so với kích thước của chúng . 
 - Các vật đồng chất và có dạng hình cầu . 
LỰC HẤP DẪN- ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN 
F hd 
F hd 
R 
m 1 
m 2 
Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tăng lên khi khoảng cách giữa chúng giảm 
QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG VÀ NHẬN XÉT 
Hằng số hấp dẫn G được tìm ra nhờ công lao đầu tiên của nhà bác học Ca-ven-đi-sơ (Henry Cavendish) vào n ăm 1798 đã dùng cân xoắn rất nhạy để xác định 
Để làm thí nghiệm Ca- ven-đi-sơ lấy M = 12,7kg, m = 9,85g và chiều dài thanh L = 52,4cm. Đo góc 2  giữa hai vị trí cân bằng b và c 0,516 0 . Khoảng cách Mm = 10,8cm. Dây xoắn tác dụng một mômen  3,75.10 -10 Nm. 
Mômen cả hai lực gây ra : 
Vì sao trong đời sống thường ngày, ta không cảm thấy được lực hút giữa các vật thể thông thường? 
G rất nhỏ, nên các vật thông thường thì l ực hấp dẫn rất nhỏ 
I/ Nhận xét 
II/ Định luật vạn vật hấp dẫn 
III/ Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn 
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 lực đặt vào trọng tâm của vật đó 
- Từ (1) và (2) suy ra: 
- Ta có 
(1) 
- Mặt khác: 
(2) 
Nếu h<<R 
 Như vậy gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao của vật và coi là như nhau đối với các vật ở gần mặt đất . 
Càng lên cao, gia tốc của vật sẽ tăng lên hay giảm xuống? 
LỰC HẤP DẪN- ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN 
P 
m 
M 
g 
O 
R 
h 
Hãy viết biểu thức tính lực hấp dẫn giữa Trái Đất (có khối lượng M, bán kính R) và vật (có khối lượng m, cách mặt đất một khoảng là h)? 
P 
m 
M 
Hãy viết biểu thức tính độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật? 
g 
P 
m 
M 
g 
Sau khi học định luật vạn vật hấp dẫn , em có thể hiểu trọng lực là gì ? 
Niu tơn 
 HÌNH ẢNH VỀ LỰC HẤP DẪN 
Củng cố bài 
 1/ Hai tàu thuỷ có khối lượng 50.000 tấn, khoảng cách giữa chúng là 1km. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân 20g. 
 2/ Lực hấp dẫn của Trái Đất đặt vào một vật khi ở mặt đất là 45N, khi vật ở độ cao h là 5N.Tìm giá trị đúng của h. 
 4/ Một vật khối lượng 1kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi di chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R(R là bán kính Trái Đất) thì nó có khối lượng bằng bao nhiêu? 
HƯỚNG DẪN HỌC BÀI Ở NHÀ 
 Học bài và làm bài tập 5; 6; 7 SGK trang 70 
- Ôn tập về lực đàn hồi (lớp 6)