Các định luật kê ple. chuyển động của các vệ tinh

Họ và tên: Bùi Thị Quỳnh An
Ngày soạn:
Lớp:
Tiết:

BÀI 40:

CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE . CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ

TINH
I.Mục tiêu:
1.Kiến thức:
- Phát biểu và viết được biểu thức của ba định luật Kê-ple.
- Chứng minh được định luật Kê-ple III.
- Nêu được các tốc độ vũ trụ và sự chuyển động của các vệ tinh ứng với các vận tốc vũ trụ khác
nhau
2.Kỹ năng:
- Giải thích được một số hiện tượng vật lý liên quan .
- Vận dụng được ba định luật Kê-ple để giải một số bài tập đơn giản.
II. Chuẩn bị:
1.Giáo viên: - Các hình ảnh minh họa về sự chuyển động của các hành tinh, vệ tinh.
- Bảng số liệu về hệ mặt trời.
- Phương tiện dạy học: Máy chiếu, phiếu học tập.
2.Học sinh: - Ôn lại kiến thức về định luật II Newton và định luật vạn vật hấp dẫn
- Biểu thức gia tốc hướng tâm của vật chuyển động tròn đều.
III. Sơ đồ logic phát triển nội dung bài học:
IV. Tiến trình dạy học:
1. Ổn định tổ chức lớp.
2. Kiểm tra bài cũ (3 phút)
- Giáo viên đặt câu hỏi: Phát biểu và viết biểu thức của định luật vạn vật hấp dẫn ,biểu

thức gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều ?


-

Học sinh trả lời: + Lực hấp dẫn giữa 2 vật (coi như chất điểm) tỉ lệ thuận với tích hai
khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

=G
Trong đó: + G là hằng số hấp dẫn ; G=6,67.N/
+ , là khối lượng hai vật
+ r là khoảng cách giữa chúng

Biểu thức gia tốc hướng tâm của một vật:

=

3. Đặt vấn đề (2 phút)

Mỗi ngày chúng ta đều thấy rằng Mặt trời mọc ở đằng Đông và lặn ở đằng Tây, có phải
rằng Mặt trời đang quay quanh Trái đất hay ngược lại và vì sao chúng lại quay như thế. Bài
học hôm nay sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn điều này.
4. Các hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Mở đầu (5 phút)
Hoạt động của GV
- Thông báo: Lịch sử phát
triển môn Thiên văn học.
- Giới thiệu một số nhà thiên
văn học tiêu biểu và công

trình của họ.

Hoạt động của HS
- Lắng nghe và ghi chép
- Nhận định sự đúng đúng
của mô hình Nhật tâm

Nội dung
I. Mở đầu
+ Thuyết địa tâm (Pto-lê-mê _140)
Trái đất là trung tâm vũ trụ.
+ Thuyết nhật tâm ( Cô-péc –níc _1543)
Mặt trời trung tâm vũ trụ. Các hành tinh trong
đó có Trái đất đều quay quanh nó.
 Dựa trên những số liệu quan sát bầu trời
trong nhiều năm, năm 1619, Kê-ple đã
đưa ra 3 định luật mô tả chính xác quy
luật chuyển động của các hành tinh.

Hoạt động 2: Tìm hiểu các định luật Kê-ple (15 phút)
Hoạt động của GV
- Mở slide mô tả quỹ đạo
chuyển động của các hành
tinh quanh Mặt trời
- Thông báo: Định luật 1
- Vẽ hình minh họa

Hoạt động của HS
- Quan sát , nhận xét hình
dạng quỹ đạo

- Ghi nhớ, vẽ hình

Nội dung
II. Các định luật Kê-ple
1. Định luật 1: Mọi hành tinh đều chuyển động
theo các quỹ đạo hình elip mà Mặt trời là một
tiêu điểm.


- Mở slide mô phỏng chuyển
động của một hành tinh bất
kỳ quanh Mặt trời
- Thông báo: Định luật 2
- Vẽ hình minh họa
- CH: Nhận xét vận tốc của
hành tinh ở các vị trí tương
đối so với Mặt trời ?

- Mở slide trình chiếu bảng
số liệu về hệ mặt trời
- CH :Nhận xét bảng số liệu
trên?

- Quan sát, chú ý đến tốc
độ diện tích của hành tinh
- Ghi nhớ,vẽ hình
- Suy luận và nhận xét

- Quan sát nhận xét

- Viết lại dạng khác của
định luật 3 cho hành hành
tinh bất kỳ
- Hướng dẫn HS về nhà
chứng minh định luật 3

2. Định luật 2: Đoạn thẳng nối mặt trời và một
hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng
nhau trong những khoảng thời gian như nhau.

- Theo dõi và nhận nhiệm
vụ học tập

== ; > >
=> > >
3. Định luật 3: Tỉ số giữa lập phương bán trục
lớn và bình phương chu kỳ quay là giống nhau
cho mọi hành tinh quay quanh Mặt trời.
= =…=
(40.1)
Xét đối với hai hành tinh bất kỳ:
=
(40.1’)
- CM: Xét hai hành tinh 1 và 2 trong hệ Mặt
trời, coi quỹ đạo chuyển động của mỗi hành
tinh gần đúng là tròn. Lực hấp dẫn tác dụng lên
hành tinh gây nên gia tốc hướng tâm: .

==
Áp dụng định luật 2 Newton đối với hành

tinh 1:
Hay:

G =
=>

=

Kết quả này không phụ thuộc vào khối lượng
hành tinh nên ta có thể áp dụng cho hành tinh
2. Từ đó suy ra đpcm.
Hoạt động 3: Bài tập vận dụng (7 phút)
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung


- Chia nhóm HS và
phát phiếu học tập
- Mở sile trình
chiếu đề bài
- YC HS tóm tắt đề
bài
- Phân tích dữ kiện
và bản chất vật lý
của bài toán,hướng
dẫn học sinh giải

- Đọc đề và tóm tắt

-Hoạt động nhóm:
Trình bày bài giải vào
phiếu học tập và cử
đại diện trình bày

III. Bài tập vận dụng
Bài 1. Tóm tắt:
Giải:

=?
=

Ta có:

=> =
=> = 1,87
Bài 2. Tóm tắt: Tính
Biết r = ; T =
Cho G =
Giải: Áp dụng định luật 2 Newton cho Trái đất:

G =

Hay:

=> = =>
Thay số:

=

Hoạt động 4: Tìm hiểu vệ tinh nhân tạo và tốc độ vũ trụ (10 phút)
Hoạt động của GV
- Ta đã biết nếu ném xiên
một vật, do lực hấp dẫn
của Trái Đất thì đến một
độ cao nhất định nó sẽ rơi
trở về mặt đất. Vận tốc
ném càng lớn thì vật sẽ rơi
cách chỗ ném càng xa.
Khi vận tốc ném đạt tới
một giá trị nào đó thì vật
sẽ không rơi trở về mà
chuyển động tròn quanh
Trái đất và trở thành vệ
tinh của một Trái đất.Vận
tốc cần thiết đó được gọi
tốc độ vũ trụ cấp I.
- CH: Lấy ví dụ về vệ tinh
tự nhiên và vệ tinh nhân
tạo của Trái đất?
- Mở slide giới thiệu một
số vệ tinh của Trái đất.

Hoạt động của
HS
- Lắng nghe, tiếp
nhận

Nội dung
IV. Vệ tinh nhân tạo. Tốc độ vũ trụ
Định nghĩa: 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
Giả sử m là khối lượng của vệ tinh, M là khối lượng
Trái đất. Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm giữ
cho vệ tinh chuyển động tròn đều xung quanh Trái đất,
theo ĐL II Newton ta có:

=>
Thay số:

KH:
- Dựa vào hiểu
biết thực tế để lấy
ví dụ
-Quan sát, ghi
nhớ.

= 7,9 km/s

+ Nếu vận tốc lớn hơn 7,9 km/s thì vệ tinh sẽ chuyển
động theo quỹ đạo hình elip.
+ Khi đạt tới vận tốc = 11,2 km/s , gọi là vận tốc vũ
trụ cấp 2 thì vệ tinh sẽ chuyển động theo quỹ đạo parabol
và trở thành vệ tinh của Mặt trời.
+ Nếu tiếp tục tang vận tốc phóng vệ tinh tới giá trị ,gọi
là vận tốc vũ trụ cấp 3 thì vệ tinh sẽ thoát ra khỏi hệ Mặt
trời theo một quỹ đạo hypebol.

- Hướng dẫn HS thảo luận
để tìm vận tốc vũ trụ cấp I
- Thông báo tốc độ vũ trụ
cấp II, cấp III. Vẽ hình
minh họa quỹ đạo chuyển
động các cấp.

- Thảo luận theo
hướng dẫn
- Tiếp nhận, Ghi
chép, vẽ hình.

Hoạt động 5: Củng cố (3 phút)
Hoạt động của GV
- Nhắc lại 3 định luật Kê-ple và biểu thức
- Nhắc lại các giá trị của tốc độ vũ trụ
- Giao BTVN: BT sgk, sbt và đọc phần ‘Em có
biết’
- Nhận xét tiết học.

Hoạt động của HS
-Lắng nghe ghi nhớ
- Nhận nhiệm vụ học tập.