Giáo án Bài 43. Trọng lượng, lực hấp dẫn

Kích hoạt kiến thức nền, tạo tình huống có vấn đề để HS nhận ra có một lực hút của Trái Đất tác dụng lên mọi vật, kể cả khi vật không chạm đất.

GV cho HS quan sát mô phỏng “Quả bóng rơi xuống đệm” và “Túi gạo treo vào móc lực kế” trong trang bài học NeoEdu. HS trả lời câu hỏi: (1) Vì sao quả bóng rơi về đất dù không chạm đất khi bắt đầu rơi? (2) Vì sao lò xo của lực kế dãn ra khi treo túi gạo?

HS nêu được: quả bóng rơi vì Trái Đất hút nó; lực này là lực không tiếp xúc, tác dụng từ xa, không cần dây nối hoặc chạm đất mới có lực. Lò xo lực kế dãn vì Trái Đất hút túi gạo xuống dưới. GV ghi nhận các câu trả lời lên bảng để dùng lại ở phần kết luận.

Hình thành khái niệm lực hấp dẫn là lực hút giữa các vật có khối lượng và trọng lượng là độ lớn lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật; phân biệt được hai khái niệm.

HS làm việc theo cặp đôi với mô phỏng “Túi gạo treo vào móc lực kế” và “Mọi vật có khối lượng hút nhau” trong trang bài học NeoEdu, hoàn thành Phiếu học tập số 1: (1) Quan sát và nêu lực nào làm lò xo lực kế dãn; (2) Vì sao mũi tên trọng lượng hướng xuống; (3) Lực hấp dẫn là gì, trọng lượng là gì; (4) Tại sao nói các vật có khối lượng đều hút nhau.

Kết quả trên Phiếu học tập số 1: Lực làm lò xo lực kế dãn là lực hút của Trái Đất tác dụng lên túi gạo. Mũi tên trọng lượng hướng xuống vì lực hút của Trái Đất luôn hướng về tâm Trái Đất. Lực hấp dẫn: lực hút giữa các vật có khối lượng. Trọng lượng: độ lớn lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật. Các vật có khối lượng đều hút nhau, Trái Đất là vật có khối lượng rất lớn nên lực hút của nó lên vật nhìn thấy được.

Hình thành cách ước tính trọng lượng của vật gần mặt đất theo khoảng 10 N cho mỗi kilogram và phân biệt đơn vị kg với đơn vị N.

HS làm việc nhóm 4 người, dùng bảng số liệu lấy từ mô phỏng “Thêm gạo đến 2 kg” (túi 1 kg: lực kế 10 N; túi 2 kg: lực kế khoảng 20 N) để tìm quy luật. Nhóm hoàn thành Phiếu học tập số 2 phần A: (1) Tính trọng lượng xấp xỉ của túi 2,5 kg; (2) Trọng lượng của vật 2 kg là bao nhiêu newton; (3) Khối lượng và trọng lượng khác nhau thế nào về đơn vị.

Đáp án nhóm: Mỗi kilogram gần mặt đất ứng với khoảng 10 N, nên ước tính trọng lượng bằng cách lấy khối lượng (kg) nhân 10. Túi 2,5 kg: $2{,}5 \times 10 = 25\,\mathrm{N}$. Vật 2 kg có trọng lượng khoảng $20\,\mathrm{N}$, không phải 2 N. Khối lượng đo bằng kilogram (kg), trọng lượng đo bằng newton (N); hai đại lượng khác nhau.

Củng cố khái niệm lực hấp dẫn, trọng lượng, ước tính trọng lượng và nhận ra quan niệm sai về khối lượng và trọng lượng.

HS làm bài tập trắc nghiệm và ghép đôi nhanh (bài tập 1 đến 5) theo hình thức giơ thẻ A, B, C hoặc đúng/sai; có thể dùng bài tập tương tác trên trang bài học NeoEdu. Đề: (1) Lực hấp dẫn có đặc điểm nào? A. chỉ có khi hai vật tiếp xúc; B. lực hút giữa các vật có khối lượng; C. chỉ có giữa nam châm và sắt. (2) Trọng lượng có đặc điểm nào? A. khối lượng tính bằng kilogram; B. thể tích của vật; C. độ lớn lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật. (3) Ghép: Lực hấp dẫn – lực hút giữa các vật có khối lượng; Trọng lượng – độ lớn lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật; Ước tính trọng lượng – gần mặt đất lấy khoảng 10 N cho mỗi kilogram. (4) “Khối lượng 2 kg nghĩa là trọng lượng 2 N.” Đúng hay sai? (5) “Gần mặt đất lấy khoảng 10 N cho mỗi kilogram” mô tả khái niệm nào?

Đáp án: (1) B; (2) C; (3) Lực hấp dẫn – lực hút giữa các vật có khối lượng; Trọng lượng – độ lớn lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật; Ước tính trọng lượng – gần mặt đất lấy khoảng 10 N cho mỗi kilogram; (4) Sai, vì khối lượng và lực là hai đại lượng khác nhau; gần mặt đất 2 kg có trọng lượng khoảng 20 N; (5) Ước tính trọng lượng.

Vận dụng kiến thức để giải quyết tình huống túi gạo 2,5 kg, giải thích hiện tượng vật rơi về đất và bác bỏ một khẳng định sai bằng lí do khoa học.

HS làm việc cặp đôi, hoàn thành Phiếu học tập số 2 phần B: (1) Túi gạo khối lượng 2,5 kg có trọng lượng xấp xỉ bao nhiêu gần mặt đất? Trình bày: dữ kiện, quan hệ khoa học, kết luận và đơn vị. (2) Một bạn khẳng định: “Khối lượng 2 kg nghĩa là trọng lượng 2 N.” Hãy bác bỏ bằng một lí do khoa học, chỉ ra một hệ quả của cách hiểu sai và viết lại kết luận đúng.

Đáp án (1): Dữ kiện: khối lượng 2,5 kg; gần mặt đất mỗi kilogram ứng với khoảng 10 N. Lập luận: $2{,}5 \times 10 = 25\,\mathrm{N}$. Kết luận: trọng lượng xấp xỉ $25\,\mathrm{N}$; 2,5 kg là khối lượng, 25 N là trọng lượng gần đúng. Đáp án (2): Lí do: khối lượng và lực là hai đại lượng khác nhau, khối lượng đo bằng kg, trọng lượng đo bằng N. Hệ quả: nếu hiểu sai, sẽ chọn lực kế có giới hạn không phù hợp và ước tính sai. Kết luận đúng: gần mặt đất, vật 2 kg có trọng lượng khoảng 20 N; ước tính trọng lượng bằng khoảng 10 N cho mỗi kilogram. Tiêu chí chấm: đúng dữ kiện và quan hệ khoa học; suy luận đúng; kết luận có đơn vị đúng.