《行星的运动》名师教案

1、PAGE8第六章万有引力与航天一、行星的运动教材分析行星的运动是人教版高中物理必修2第六章第1节。本节内容对全章的教学起着引领作用，同时又为万有引力定律的学习起一个铺垫作用。本节内容在本章中占有较为重要的地位，具有承前启后的作用。本节内容涉及大量物理史实，可让学生感悟科学家求真的科学思想方法和科学精神。学情分析学生在地理中已经了解部分天体运动的知识，如“日心说”和“地心说”,但对于人类对行星运动规律的认识过程并不了解。本地处于湘西偏远地区，学生对物理有兴趣，但由于基础知识不扎实故对物理学习有心但无力。故本节内容先让学生自己查阅资料，在课堂分享信息，目的在于提高学生的学习兴趣，又可以增强学生的物

2、理素养。基于学生的实际情况，本节内容计划两课时的时间完成，本节为第一课时，主要完成了解人类对行星运动规律的认识历程及认识开普勒运动定律，第二课时主要完成开普勒三大定律的应用，如何建立模型，如何进行数量级、开方的计算等（数学计算是本班学生的弱项）。教学目标一、知识与技能1了解人类对行星运动规律的认识历程。2了解观察的方法在认识行星运动规律中的作用。3知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。4通过开普勒第二定律知道近日点的速度大于远日点的速度。5知道开普勒第三定律，了解比值的大小与中心天体有关。二、过程与方法1通过托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不

3、同认识，正确认识行星的运动规律。2通过查阅资料、归纳资料、分享资料，培养学生获取信息、归纳及交流能力。三、情感、态度与价值观1了解人类认识事物本质的曲折性，体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神，体会对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。2体会查找并归纳资料，从中体验科学探究的乐趣。教学重点理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。教学方法探究、讲授、练习教具准备多媒体课件教学过程新课导入【多媒体演示】宇宙大小的视频教师：在浩瀚的宇宙中有

4、很多天体，我们已经了解的只有很小的一部分，还有更多的未解之谜等待着同学们去探索。要了解宇宙，就要从行星的运动开始。新课教学教师：关于天体的运动，历史上有过不同的看法现在请同学们将自己查阅的资料分享给其他人。一、古代天文学观活动：学生就课前查阅的资料在课堂进行交流分享。教师归纳：1“天圆地方”说。2东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。3地心说代表人物：托勒密古希腊，认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。4日心说代表人物：哥白尼,认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动教师：日心说相对地心说能更完美地解释天体的运动

5、，但这两种学说都不完善。因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进。5第谷，在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10第谷把这个不确定性减小到2。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。实验观测在科学研究中起着重要的作用。6开普勒总结了他的导师第谷的全部观测资料，在他最初研究时，他得到的结果与第谷的观察数据相差8，而当时第谷公认的误差位2,开普勒想这8可能就是认为行星绕太阳匀速圆周运动造成的后来他花了四年时间一遍一遍地进行数学计算，通过计算这一怀疑使他发现了行星运动三大定

6、律。第谷擅长观测，开普勒是数学天才，二者相辅相成，缺一不可。第谷从观测入手，开普勒进行数学归纳，最终将几千个数据归纳成简单的几句话。二、开普勒行星运动定律（一）开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。组织学生活动：用细绳画椭圆（三人一小组进行，请一组在黑板上画图教师介绍椭圆的焦点、长轴、短轴及半长轴等概念。教师提问：想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系学生根据作图过程思考回答。（二）开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。教师引导学生分析比较：近日点的速度与远日点的速度大小。由于

7、行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，所以相同时间内在近日点通过的弧长长，所以在近日点线速度大。（三）开普勒第三定律所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。a比值与中心天体有关。课堂练习：例：太阳系中有八大行星,请你将它们绕太阳运动的周期由小到大依次排序。水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星教师：开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础。现在请同学们观察教材33页图。三、高中阶段对行星运动的近似化研究引导学生将椭圆轨道运动近似成圆周运动：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在近似计算中，可以认为行星都以太阳为圆心做匀速圆周运动。对比开普勒三大

8、定律，得出近似化结论：1行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。2对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动。3所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。a课堂训练1宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）年年年年2下列说法正确的是（）A地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的小结本节学习的是开普勒行星运动的三定律，第一定律轨道定律，第二定律面积定律，第三定律周期定律在近似计算中可以认为行星都以太阳为圆心做匀速圆周运动。作业1预习太阳与行星间的引力2课后练习1、3。教学反思本节课如采用教师完全讲解，学生会很乏味，故本节内容中有关科学家对天体运动的认识课前让学生查阅资料，让学生体验探究的乐趣。学生在查阅资料时，将科学家的生平事迹及相关故事全部查出来了，增长了见识。但课堂教学时间有限，不可能让学生完全展示所有资料，故需要教师帮忙和学生一起归纳。本节重点是开普勒三大定律，尤其是第三定律的应用，但由于时间关系，本节课没有过多的讲解第三定律，还需要在习题课中加强应用。学生在学习过程中对开普勒三