第一节行星的运动

1、孝义市实验中学教案 备课人 ： _年_月_日科目物理单元六总课时： 1 第 1 课时课题第一节 行星的运动教材分析首先展示天体运动和深邃天空图片，让学生获得感性认识，使他们产生好奇心并激发浓厚兴趣。新课教学，重点是开普勒三大定律，通过动画讲解行星运动的三大定律的内容。再结合数学中椭圆的概念，以动画画图的形式增强学生的感性认识和定律的理解。最后学生自主训练理解行星运动三大定律。学情分析对于开普勒三大定律，同学们理解起来比较困难，本节课充分利用多媒体教学的优点：用动画直观演示，让学生一看就能理解。再利用数学椭圆知识和比例法的教学方法突破教学难点，这样既提高了课堂效率，又激发学生浓厚的学习兴趣。最后

2、，学以致用，让学生及时训练反馈教学效果。三维教学目标知识1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程；2、知道开普勒对行星运动的描述；3、知道天体运动的近似处理方法能力1、培养学生在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法； 2、通过学习，培养学生善于观察、善于思考和提高实际应用的能力；情感1、通过开普勒行星运动定律的建立过程，渗透科学发现的方法论教育，建立科学的宇宙观和价值观； 2、激发学生热爱科学、探索真理的求知热情；重点1、“日心说”的建立过程。2、行星运动的规律。难点1、学生对天体运动缺乏感性认识。2、 开普勒行星运动规律的应用。

3、学法指导教师启发、引导、实验法、归纳法、 讨论、交流教具准备多媒体课件、挂图、细绳教 学 过 程课堂整体构思设计教 学 过 程（教学环节、教师活动、学生活动）设计意图及教学补充【教学过程】：(一)引入新课：在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星日出日落，斗专星移，各种天体都在不停地运动，我们知道：月亮绕着地球转，地球绕着太阳转，地球在公转的同时还在自转，天体的运动遵循着什么样的规律？关于不同星体的运动，有地心说和日心说，我们知道地心说是错误的，那么日心说是否就完美无缺呢？行星是否在做完美的匀速圆周运动呢？“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”。由这些无数天

4、体组成的广衰无垠的宇宙始终是人们渴望了解、不断探索的领域 (二)新课教学：宇宙中有无数大小不同，形态各异的天体，由这些天体组成的神秘的宇宙始终是人们渴望了解的领域，人们认识天体运动围绕“天体怎样运动？”和“天体为什么这样运动？”两个基本问题进行了长期的探索研究，提出了很多观点。通过本节的学习，我们应了解这些观点，知道行星如何运动。一、行星运动的两种学说1、地心说 地心说的代表人物是亚里士多德和托勒玫。他们从人们的日常经验（太阳从东边升起，西边落下）提出地心说，认为地球是宇宙的中心，并且静止不动，所有行星围绕地球作圆周运动。 地心说比较符合当时人们的经验和宗教神学的思想，成为神学的信条，被人们信

5、奉了一千多年，但它所描述的天体运动，不仅复杂而且以此为依据所得的历法与实际差异很大。2、日心说日心说的代表人物是哥白尼，他在天体运行论一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。认为太阳是静止不动的，地球和其他行星围绕太阳运动。把地球从天体运动的中心位置移到了一个普通的行星的位置。行星运动的描述显得更简单、更科学。日心说使科学从神学中解放出来，战胜了地心说，逐渐被人们接受。孝义市实验中学教案教 学 过 程（教学环节、教师活动、学生活动）设计意图及教学补充但哥白尼固守天体作匀速圆周运动的传统思想，追求数的和谐与美，他的天体运动模型缺乏深入的物理思考，实际上是一个数学模型。二 、 丹麦天文学家第谷

6、开普勒三定律（学生阅读课本，了解开普勒定律的发现过程，并标记开普勒三大定律的内容，教师讲解并得出开普勒定律）丹麦天文学家第谷认为，要认识行星运动的规律，需要积累高度精确的观测资料，他连续二十年，对行星的位置进行了精确的测量，但是没有得到结果，但是他积累大量的观测数据。在第谷去世后，他的助手德国天文学家开普勒（ 15711630）在最初研究他的导师第谷所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8/的角度误差当时公认的第谷的观测误差不超过2/，开普勒想，这不容忽视的8/也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的至此，人们长期以来视

7、为真理的观念天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料，经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于发现：板书：开普勒第一定律： 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。解释：这是（重点和易忽略点）开普勒地一定律（也叫轨道定律）说明了各行星运动轨道的形状并不是地心说和日心说中提到的圆，而是椭圆，是开普勒根据第谷观察火星所得数据加以演算得到的，各教 学 过 程（教学环节、教师活动、学生活动）设计意图及教学补充ttV小V大大行星轨道是椭圆形状也不尽相同，即半长轴是不同的，但这些椭圆却有个共同的焦点，太阳正好在这个公共焦点上。板书：开

8、普勒第二定律： 对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。解释：这是重点，开普勒第二定律（也叫面积定律），说明每一行星的矢径（太阳和行星的连线）经过相等的时间扫过的面积相等，显然行星运动的线速度大小在轨道上各点是不相同的。行星在轨道上离太阳最近的地方叫近日点，它经过该点时速度最大；在轨道上离太阳最远的地方叫远日点，行星经过该点时速度最小（近日点和远日点分别在轨道椭圆长轴的两端）利用开普勒第二定律可以定性地解释行星在轨道上运动的快慢和一些天文现象。（近日点速度大，远日点速度小）板书：开普勒第三定律： 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。讲授：开普

9、勒第三定律（也叫周期定律）是说所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值相等，若用R代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，由上面的叙述可知R3/ T2k 比值k是一个与行星无关的常量注释：对于此公式，常用来讨论一些天体的运动周期和半长轴的关系，是常考点，需引起重视。开普勒定律不仅适用行星绕太阳运动，也适用卫星绕地球转动，只不过R3/ T2k中K的值是不同的，做题过程中必须注意。开普勒关于行星运动的确切描述不仅使人们在解决行星的运动学问题上有了依据，更澄清了人们多年来对天体运动神秘、模糊的认识，同时也推动了对天体动力学问题的研究多数行星的轨道与圆十分接近，所以中学阶段的研究通常把行星

10、的 轨道按圆周处理。对于此近似处理，只是为了计算、研究方便，不能由此说行星是在做圆周孝义市实验中学教案教 学 过 程（教学环节、教师活动、学生活动）设计意图及教学补充运动，此处是理解这个问题最易出错的地方。补充：例题分析： 例1、海王星的公转周期约为5.19109s，地球的公转周期为3.16107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？解：由开普勒第三定律可得： ， 例2、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是： A14天之间 B48天之间 C816天之间 D1620天之间解：由开普勒第三定律可得： ， 而天， 则天 答案