các định luật Kê-Ple. Chuyển động của vệ tinh

GVHD: Đoàn Thị Quỳnh Nga Giáo án giảng dạy
SỞ GD & ĐT THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG THPT NGÔ QUYỀN

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY
GVHD : Đoàn Thị Quỳnh Nga
SVTH : Trần Thị Hải
Lớp thực tập : 10/5
Ngày dạy : 09/03/2010
Tiết 58: CÁC ĐỊNH LUẬT KEP-LE. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH
I. Mục tiêu
1. Về kiến thức
- Hs hiểu đúng về hệ nhật tâm: Mặt Trời là trung tâm với các hành tinh quay xung
quanh.
- Nắm được nội dung của 3 định luật Kê-ple và hệ quả suy ra từ nó.
- Tham gia xây dựng định luât III Kê-ple.
- Phân biệt được các tốc độ vũ trụ cấp I, II, III và các quỹ đạo tương ứng với các tốc
độ đó.
2. Về kĩ năng
- Học sinh biết cách giải thích chuyển động của hành tinh và vệ tinh.
- Vận dụng được các định luật Kê-ple giải được một số bài tập liên quan.
3. Về thái độ
Học sinh chú ý lắng nghe, không nói chuyện riêng, không làm việc riêng…
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Giáo án điện tử có hình ảnh minh hoạ.
- Nội dung ghi bảng:
CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE. CHUYỂN ĐỘNG
CỦA VỆ TINH
1. Mở đầu:
- Thuyết địa tâm Ptô-lê-mê (140 sau CN):

Coi trái đất là trung tâm vũ trụ.
- Thuyết nhật tâm của Cô-péc-nic (1543):
Mặt trờì là trung tâm vũ trụ. Các hành
tinh chuyển động xung quanh.
2. Các định luật Kê-ple
Định luật 1:
Định luật 2:
Hệ quả:
Định luật 3:
Đối với hai hành tinh bất kì:
3. Bài tập vận dụng
Bài 1:
Bài 2:
4. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
- Vận tốc vũ trụ cấp I:
Định luật II Niutơn ta có:
Vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo elip.
- Vận tốc vũ trụ cấp II:
SVTH: Trần Thị Hải Trang 1
GVHD: Đoàn Thị Quỳnh Nga Giáo án giảng dạy
V
II
= 11,2 km/h vệ tinh đi xa khỏi Trái
Đất theo quỹ đạo parabol
Vận tốc vũ trụ cấp III:
V
III
= 16,7 km/h vệ tinh có thể thoát ra
khỏi hệ Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol.
2. Học sinh

- Đọc trước bài học.
- Kiến thức về chuyển động tròn, sơ lược về Elip.
- Định luật vạn vật hấp dẫn và biểu thức của nó.
IV. Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hs trả lời:
F = G.M
1
.M
2
/ r
2
G: hằng số hấp dẫn
M
1
, M
2
: Khối lượng hai vật
r
2
: khoảng cách hai vật
- Công thức gia tốc hướng tâm:
a= v
2
/R
Nhận xét câu trả lời của bạn.
Lắng nghe và ghi nhớ.
Gv chiếu câu hỏi và đọc nội dung câu hỏi.
- Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn và

viết biểu thức của nó.
- Viết công thức gia tốc hướng tâm trong
chuyển động tròn đều.
Nhận xét học sinh trả lời.
Hoạt động 2: Mở đầu
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hs đọc SGK và lắng nghe.
Hướng dẫn học sinh đọc phần mở bài và
giới thiệu về việc nghiên cứu vũ trụ.
Từ xa xưa con người đã nghiên cứu vị trí
các vì sao, thời tiết thay đổi bốn mùa và
hiện tượng hằng ngày mỗi sáng chúng ta
thấy Mặt Trời rất to ở phía Đông, chiều
về nó nằm hướng Tây, phải chăng nó đã
quay quanh Trái Đất, hay nó mọc phía
Đông và lặn phía Tây?
- Thuyết địa tâm của Ptô-lê-mê cho rằng
Trái Đất là trung tâm của vũ trụ.
- Thuyết nhật tâm của Cô-péc-nic (1543)
lại nói Mặt Trời đứng yên còn các hành
tinh quay quanh nó.
Dựa trên thực tế quan sát đựơc vị trí các
hành tinh trong nhiều năm thì nhà bác học
Kê-ple đã tìm ra 3 định luật mô tả chính
xác quy luật chuyển động của các hành
tinh năm 1619.
SVTH: Trần Thị Hải Trang 2
GVHD: Đoàn Thị Quỳnh Nga Giáo án giảng dạy

Hoạt động 3: Tìm hiểu các định luật Kê-ple

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Nghe và chú ý các hình minh hoạ.
Phát biểu định luật I: Mọi hành tinh đều
chuyển động theo các quỹ đạo Elip mà
Mặt Trời là một tiêu điểm.
- Lắng nghe và chú ý hình minh hoạ.
Từ gợi ý của Gv suy nghĩ trả lời câu hỏi
C
1
.
- Hệ quả: Khi đi gần Mặt Trời hành tinh
có vận tốc lớn; khi đi xa Mặt Trời hành
tinh có vận tốc nhỏ.
- Hs chú ý và lắng nghe gợi ý.
Lực hướng tâm tác dụng lên mỗi hành
tinh là:
F
1
= M
1
.a
1
= M
1.
R
1
. 4
2
/ T
1

2
F
2
= M
2
.a
2
= M
2.
R
2
. 4
2
/ T
2
2
Lực hướng tâm chính là lực hấp dẫn của
Mặt Trời và mỗi hành tinh.
Phát biểu định luật 3.
Vẽ sơ đồ hình Elip và các thông số cho
học sinh làm quen. Huớng dẫn HS đọc
SGK.
Định luật 1: Thực tế Trái Đất chuyển
động quanh Mặt Trời nhưng vì Trái Đất
quay xung quanh nó nên ta thấy như vậy.
Các hành tinh trong hệ Mặt Trời cũng
quay xung quanh Mặt Trời quỹ đạo của
chúng là hình Elip mà Mặt Trời là một
tiêu điểm. Quy luật này được nhà bác
học Kê-ple tìm thấy năm 1619 chính là

quy luật I Kê-ple.
- Học sinh nhìn vào SGK phát biểu lại?
Định luật 2:
Ông còn tìm ra một quy luật là đoạn
thẳng nối Mặt Trời và các hành tinh sẽ
quét được diện tích bằng nhau trong
khoảng thời gian như nhau.
- GV vẽ hình minh hoạ.
- Từ hình vẽ chúng ta nhận xét gì khi các
hành tinh đi gần và xa Mặt Trời?
Gợi ý học sinh trả lời câu hỏi C
1
:
Chú ý độ dài của đường thẳng nối Mặt
Trời và hành tinh bất kì ta suy ra diện tích
nó quét như thế nào?
Rút ra hệ quả gì?
Gv cũng cố lại: Do diện tích quét bằng
nhau trong khoảng thời gian như nhau
nên khi đi gần Mặt Trời các hành tinh sẽ
chuyển động nhanh hơn khi ở xa Mặt
Trời.
Định luật 3:
Nếu ta coi quỹ đạo các hành tinh là hình
tròn thì ta thấy có mối liên hệ gì giữa bán
kính và chu kì chuyển động? Thử tìm
biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ
đó?
Gợi ý: Ta viết biểu thức lực hướng tâm
tác dụng và đó chính là lực hấp dẫn của

Mặt Trời từ đó tìm mối liên hệ.
Từ định luật 3 về nhà chứng minh hệ quả
ở bài tập 2 SGK.
Nhắc học sinh về nhà chứng minh định
luật trên theo trình bày của SGK.
Gv nêu ứng dụng của các định luật Keplê.
SVTH: Trần Thị Hải Trang 3
GVHD: Đoàn Thị Quỳnh Nga Giáo án giảng dạy
Hoạt động 4: Bài tập vận dụng
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Đọc đề bài tập 1 và tóm tắt, lắng nghe
gợi ý của Gv để tiến hành giải.
- Nghe đề bài tập 2, tóm tắt và đưa ra
hướng giải quyết.
Yêu cầu Hs đọc đề bài tập 1 và tóm tắt đề
bài.
Gợi ý: Thời gian mà hành tinh quay một
vòng quanh Mặt Trời ta gọi là gì?
Gv đọc to đề bài tập 2, yêu cầu học sinh
tóm tắt và đưa ra hướng giải.
Gợi ý:
+ Biểu diễn gia tốc hướng tâm theo chu kì
chuyển động của hành tinh.
+ Thực chất lực hướng tâm là lực gì đã
nhắc ở định luật III? Viết biểu thức và tìm
mối liên hệ?
Hoạt động 5: Vệ tinh nhân tạo, tốc độ vũ trụ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Xem SGK
Nếu vận tốc ném càng lớn thì vật rơi cách

chổ ném càng xa.
Định luật II Niutơn ta có:
suy ra
R
Đ
: là bán kính Trái Đất.
v= 7,9km/s
Vận tốc vũ trụ cấp I là vận tốc cần thiết
để đưa một vệ tinh lên quỹ đạo quanh
Trái Đất mà không rơi trở về Trái Đất.
Hướng dẫn Hs xem SGK và tìm hiểu vệ
tinh nhân tạo.
Chúng ta đã học về vật ném xiên len độ
cao nào đó thì nó sẽ rơi trở lại Trái Đất do
lực hháp dẫn của Trái Đất.
Vậy chúng ta nghiên cứu xem vân tốc
ném xiên rất lớn thì vị trí rơi sẽ như thế
nào?
Nếu tiếp tục tăng vận tốc của vật đến giá
trị nào đó thì vật sẽ không rơi trở lại mà
sẽ chuyển động quanh mặt đất. Lúc đó
lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm
giữ cho vật quay quanh Trái Đất.
Vật có khối lượng m được ném lên từ
Mặt Đất vậy dộ lớn vận tốc phải bằng bao
nhiêu để vật trở thành vệ tinh nhân tạo
của Trái Đât?
Gợi ý: Áp dụng định luật II Niutơn cho
vật chuyển động quanh Trái Đất.
Coi vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo

tròn thì lực nào đóng vai trò là lực hướng
tâm?
- Vận tốc ta tính chính là vân tõc vũ trụ
câp I.
Gv nêu ý nghĩa của vận tốc vũ trụ cấp I.
Sau đó thông báo các vận tốc vũ trụ cấp
II, III :
v
II
= 11,2km/s và v
III
= 16,7km/s.
Hs nhìn vào SGK và nêu ý nghĩ của vận
tốc vũ trụ cấp II và cấp III.
SVTH: Trần Thị Hải Trang 4
GVHD: Đoàn Thị Quỳnh Nga Giáo án giảng dạy
Hs lắng nghe và trả lời:
Khi vệ tinh đạt:
- Vận tốc vũ trụ cấp I thì chuyển động
quỹ đạo Elip.
- Vận tốc vũ trụ cấp II thì quỹ đạo là
Parabol và đi xa khỏi Trái Đất trở thành
hành tinh nhân tạo của Mặt Trời.
- Vận tốc vũ trụ cấp III thì vệ tinh thoát
khỏi hệ Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol.
Gv nhận xét và cũng cố lại bài học.
Hoạt động 6: Vận dụng, củng cố
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hs lắng nghe. Gv nhắc lại các định luật và biểu thức.
- Nêu ý nghĩa của vận tốc vũ trụ cấp I, II,

III?
- Ứng dụng của các định luật và các vận
tôc vũ trụ.
- Vệ tinh nhân tạo là gì?
Hoạt động 7: Hướng dẫn về nhà
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Ghi nhớ nhiệm vụ về nhà.
Chuẩn bị cho bài học sau.
- Yêu cầu học sinh về nhà làm bài tập
trong SGK và sách bài tập.
- Ôn lại kiến thức về lực đẩy Ac-si-met,
áp suất.
- Xem trước bài học sau: Áp suất thuỷ
tĩnh, nguyên lí Pa-xcan
V. Tổng kết, rút kinh nghiệm






BCĐTTSP GVHD SVTT:
(kí rõ họ tên) (kí rõ họ tên) (kí rõ họ tên)
SVTH: Trần Thị Hải Trang 5