Bài giảng Vật lý 10 - Bài 11: Lực hấp dẫn – Định luật vạn vật hấp dẫn

BAØI 11 – LÖÏC HAÁP DAÃN –ÑÒNH LUAÄT VAÏN VAÄT HAÁP DAÃN I. LÖÏC HAÁP DAÃNII. ÑÒNH LUAÄT VAÏN VAÄT HAÁP DAÃNIII. TROÏNG LÖÏC LAØ TH RIEÂNG CUÛA LÖÏC HAÁP DAÃNIV. CUÛNG COÁV. BAØI TAÄP VAÄN DUÏNGI.LÖÏC HAÁP DAÃNII. ÑÒNH LUAÄT VAÏN VAÄT HAÁP DAÃNIII. TROÏNG LÖÏC LAØ TH RIEÂNG CUÛA LÖÏC HAÁP DAÃNIV. CUÛNG COÁV. BAØI TAÄP VAÄN DUÏNGHãy quan sát !Thuỷ tinhKim TinhTrái ĐấtHoảTinhMộc tinhThổ TinhThiên vương TinhHải Vương TinhDiêm Vương TinhLực nào giữ cho các hành tinh chuyển động gần như tròn quanh Mặt Trời ?MÆt TrêiMÆt TrăngTr¸i ĐÊt ChuyÓn ®éng cña MÆt Tr¨ng quanh Tr¸i §Êt vµ cña Tr¸i §Êt quanh MÆt TrêiLùc 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 ? ChuyÓn ®éng cña Tr¸i §Êt vµ cña MÆt Tr¨ng cã ph¶i lµ chuyÓn ®éng theo qu¸n tÝnh kh«ng?I. Lùc hÊp dÉn Lùc hÊp dÉn lµ lùc hót lÉn nhau gi÷a mäi vËt trong vò trô. Lùc hÊp dÉn t¸c dông tõ xa, qua kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c vËt.Lùc hÊp dÉn cã ®Æc ®iÓm g× kh¸c víi c¸c lùc kh¸c nh­ lùc ®µn håi, lùc ma s¸t mµ em ®· biÕt ?II - ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN1) 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 chúngFhdFhdrm1m2 F : Lùc hÊp dÉn (N) m1, m2 : Khèi l­îng cña chÊt ®iÓm (kg) r : Kho¶ng c¸ch gi÷a hai chÊt ®iÓm (m) G : H»ng sè hÊp dÉn ; G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 F21rm1m2F122) HÖ thøc:F = G.m1m2r23. §Æc ®iÓm cña lùc hÊp dÉn: Lµ lùc hót§iÓm ®Æt: §Æt t¹i träng t©m cña vËt (chÊt ®iÓm)Gi¸ cña lùc: lµ ®­êng th¼ng ®i qua t©m 2 vËt.*Chó ý: §Þnh luËt v¹n vËt hÊp dÉn chØ ®óng khi: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai vËt rÊt lín so víi kÝch th­íc cña chóng hoÆc c¸c vËt ®ång chÊt vµ cã d¹ng h×nh cÇu.F21m1m2F12rV× rÊt nhá nªn Fhd rÊt nháDo ®ã ta kh«ng c¶m nhËn ®­îc lùc hÊp dÉn. T¹i sao chóng ta kh«ng c¶m nhËn thÊy ®­îc lùc hót gi÷a c¸c vËt thÓ th«ng th­êng ?VËn dông lùc hÊp dÉn ta cã thÓ gi¶i thÝch ®­îchiÖn t­îng thuû triÒu.III - TRäNG LùC Lµ TR¦êNG HîP RI£NG CñA LùC HÊP DÉN: 1) §Þnh nghÜa: - Träng lùc cña mét vËt lµ lùc hÊp dÉn gi÷a Tr¸i §Êt vµ vËt ®ã. - Khi ta th¶ mét vËt cã khèi l­îng m tõ ®é cao h so víi mÆt ®Êt th× träng lùc t¸c dông lªn vËt lµ : (1)ORhPmMP = m.g (2) P = Gm.M(R+h)2(1)- Gia toác rôi töï do : Töø (1) vaø (2), ta coù : g = GM(R+h)2PmMgORhIII. Troïng löïc laø tröôøng hôïp rieâng cuûa löïc haáp daãn- Khi h << R, ta coù : g0 = GMR2ROIII. Troïng löïc laø tröôøng hôïp rieâng cuûa löïc haáp daãn g = GM(R+h)2Nếu vật ở gần mặt đất (h<<R) thì :(2)(3) h (km) g(m/s2) 9,806 9,803 9,794 9,782 9,757 0 1 4 8 16Giá trị của g theo độ cao ở vĩ độ 450Vậy Gia tốc rơi tự do phụ thuộc độ cao h và có thể coi là như nhau đối với các vật ở gần mặt đất. g = GM(R+h)2CUÛNG COÁ1. Moïi vaät trong vuõ truï ñeàu . vôùi moät löïc, goïi laø huùt nhau 	 löïc haáp daãn. tæ leä thuaän bình phöông khoaûng caùch2. Löïc haáp daãn giöõa hai chaát ñieåm baát kì  .. vôùi tích hai khoái löôïng cuûa chuùng vaø tæ leä nghòchvôùi .. giöõa chuùng.3. Heä thöùc : Fhd = Gm1m2r24.Troïng löïc laø löïc haáp daãn giöõa Traùi Ñaát vaø vaät BAØI TAÄP VAÄN DUÏNGCAÂU 1 : Vieát bieåu thöùc löïc haáp daãn giöõa hai vaät trong hình veõ sau : r1 l r2 m1m2A.B.C.D.    BAØI TAÄP VAÄN DUÏNGCAÂU 2 : Troïng löôïng cuûa moät nhaø du haønh vuõ truï coù khoái löôïng 75 kg khi ngöôøi ñoù ôû Maët Traêng laø bao nhieâu ? Cho gmt = 1,7 m/s2A. P = 75 NB. P = 750 NC. P = 127,5 ND. P = 44,12 NBAØI TAÄP VAÄN DUÏNGCAÂU 3 : Traùi Ñaát huùt Maët Traêng vôùi moät löïc baèng bao nhieâu ? Cho bieát khoûang caùch giöõa Maët Traêng vaø Traùi Ñaát laø R= 38.107 m, khoái löôïng cuûa Maët Traêng m =7,37.1022 kg, khoái löôïng cuûa Traùi Ñaát M = 6,0.1024 kg.A. Fhd =2,04.1020 NB. Fhd =7,76.1028 NC. Fhd =1,16.1039 ND. Fhd =3,06.1030 N    CAÛM ÔN QUYÙ THAÀY CO CUØNG CAÙC EM HOÏC SINH ! BÀI TẬP CỦNG CỐCâu 4: Hãy chọn câu đúng:Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng lên gấp đôi thì lực hấp dẫn giữa chúng đều có độ lớn:A. tăng gấp đôiB. giảm đi một nửaC. tăng gấp bốnD. giữa nguyên như cũSaiSaiSaiĐúngCâu 5 :Một vật có khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyển động tới điểm cách tâm trái đất 2R (R là bán kính trái đất) thì nó có trọng lực bằng bao nhiêu?	A. 1 N.	 B. 2,5 N.	C. 5 N.	 D. 10 N. BÀI TẬP CỦNG CỐ BÀI TẬP CỦNG CỐCâu 6: Câu nào sau đây là đúng khi nói về lực hấp dẫn do Trái đất tác dụng lên Mặt Trăng và do Mặt Trăng tác dụng lên Trái đất?A. Hai lực này cùng phương, cùng chiềuB. Hai lực này cùng phương, ngược chiều nhauC. Hai lực này cùng chiều, cùng độ lớnD. Phương của hai lực này luôn thay đổi và không trùng nhauSaiĐúngSaiSai