高中物理-行星的运动教学设计学情分析教材分析课后反思

《行星的运动》—课标分析一、知识与技能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。二、过程与方法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、概括能力。3、通过体验性活动提高学生实践的意识三、情感态度价值观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；3．培养学生交流合作以及评价探究结果的素养。《行星的运动》—教材分析本节课是人教版高中《物理》必修2第六章第一节的内容—《行星的运动》。本节内容对《万有引力与航天》这一章的开始，对本章的教学起着引领性的作用，同时又为重点内容万有引力定律的学习起到一个铺垫性的作用。本节内容的突出特点是：知识容量较少，但包含的科学史料十分丰富。因此，本节的教学设计应立足于将物理学史融入到物理教学中，注重用史学内容创设问题情境，发展学生的独立思考和独立判断的能力，体验科学发现的新奇和艰辛，领悟科学家研究物理问题的思想和方法，感悟科学家求真、求简的科学思想方法和科学精神。《行星的运动》学情分析1、学生已有的知识结构和能力。从学生已经具有的知识基础来看，学生在学习本节课之前，可能只是通过小学的科学课、报刊、杂志、电视等方式对有关科学家的事例略知一二，对科学家的发现、发明、创造内容的了解应该是非常琐碎的，无系统的天体运动研究历史方面的知识，但对天体的运动学习应该具有很大的好奇心和浓厚的兴趣。2、学生认知能力上的欠缺。从学生的认知能力看，由于行星运动抽象、无法感知，学生在理解行星的运动规律上会存在障碍，同时椭圆在数学上还未接触过，也会给学生造成困惑。《行星的运动》教学设计课题6.1行星的运动教学目标知识与技能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。过程与方法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、概括能力。3、通过体验性活动提高学生实践的意识情感态度与价值观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；3．培养学生交流合作以及评价探究结果的素养。教学重点1、“日心说”的建立过程。2、行星运动的规律。教学难点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教学设计展示教学目标一、引入当我们仰望星空时，一直思索着：宇宙到底有多大，宇宙的中心在哪儿，今天我们将乘坐时空飞船一起去体验这一曲折而又漫长的探索过程。二、地心说和日心说在人类蒙昧时期有怎样的神话传说呢？有请第一组的同学向同学们展示盘古开天劈地的传说。盘古开天劈地的传说中，有一个天地的年龄：九万年；有一个膨胀的速度：天每日升高一丈，地每日下沉一丈；有一个天地年龄：一万八千年。和大爆炸学说十分接近。接下来我们回到公元前5世纪，古希腊的毕达哥拉斯有怎样的观点？2、有请第二组的同学向同学们展示毕达哥拉斯的观点？毕达哥拉斯认为天体做完美的匀速圆周运动，这一观点影响了后世几千年。我们去拜访古希腊的托勒密，他提出了怎样的学说了？3.请第三组的同学们向大家展示托勒密的学说。托勒密的学说，被后人称为“地心说”，认为：地球是宇宙的中心，地球是静止不动的，所有的天体都围绕地球运动。过了一千年后，波兰的哥白尼还是否认同这一观点了？4、请第四组的同学向同学们介绍哥白尼的观点哥白尼的学说被后人称为“日心说”，认为：太阳是宇宙的中心，太阳是静止不动的，所有的天体都围绕太阳运动。不管是“地心说”，还是“日心说”都认为天体做完美的匀速圆周运动，德国的天文学家第谷又有怎样的研究成果呢？5、请第五组的同学介绍第谷的研究成果第谷通过多年的计算发现天体运动的轨迹是椭圆而非圆，改变了人类几千年的观点。与此同时，意大利的天文学家伽利略又有什么新发现？宇宙到底有多大，宇宙的中心在哪儿，现在仍不清楚，须要同学们在前人的基础上继续去探索。三、开普勒行星运动定律1、开普勒第一定律（椭圆轨道定律）同学们对椭圆比较陌生，下面请一位同学上来画一下椭圆，并标出：太阳的位置，椭圆轨道的长轴及另外一个焦点。图钉图钉图钉F1F2PO思考：第一定律说明了行星运动轨迹的形状，那么不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?相同点是什么？2、开普勒第二定律（面积定律）思考：行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？3、开普勒第三定律（周期定律）公式中r³/T²=k的比例系数k可能与谁有关呢？行星或卫星中心体半长轴(x106km)公转周期(天)K值水星太阳5787.973.36×1018金星1082253.35×1018火星2286873.36×1018同步卫星地球0.042411.02×1013月球0.384427.3221.02×1013注意：1、T指的是公转周期2、K值与环绕天体无关，与中心天体有关3、对其余的中心天体也适用三、在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.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（行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心）2.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（对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动）3.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（所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等即r³/T²=k）4、开普勒定律的重大意义：A．开普勒定律以极简明的结论代替了庞大复杂的系统，使得计算行星的轨道半径和它们的位置工作大大简化。B．行星运动三定律的发现为经典天文学奠定了基石，并导致了数十年后万有引力定律的发现。四、课堂训练1．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2、某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点A到太阳的距离为r，远日点B到太阳的距离为R。若行星经过近日点时的速度为VA，求该行星经过远日点时的速度VB的大小。3、理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式r³/T²=k，下列说法正确的是（）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离五、小结：1、“地心说”与“日心说”2、行星的运动定律（1）轨道定律（2）面积定律（3）周期定律六、布置作业：课本问题与练习1-6题。1、关于开普勒第二定律，正确的理解是（）A、行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动B、行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动C、行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线度D、行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故它在近日点的速度大于它在远日点的速度2、地球围绕太阳公转的椭圆轨道如图所示，由开普勒定律可知()A．太阳处于此椭圆的一个焦点上B．地球在此椭圆轨道上运动时速度大小不变C．若地球的公转周期为T，则eq\f(R3,T2)=常量D．若地球的公转周期为T，则eq\f(r3,T2)=常量3、关于开普勒第三定律的公式EQ\F(a3,T2)=k，下列说法正确的是（）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的k值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离4、已知海王星绕太阳运转的平均轨道半径为4.50×1012m，地球绕太阳公转的平均轨道半径为1.49×1011m，估算海王星的公转周期最接近（）A、80年B、120年C、165年D、200年ab5、如图，椭圆为一颗绕太阳运行的行星的运动轨迹，当该行星由a向b运行的过程中，下列说法中正确的是abA、线速度增大，角速度增大B、线速度增大，角速度减小C、线速度减小，角速度增大D、线速度减小，角速度减小6、某一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转的轨道半径的eq\f(1,3)，则此人造卫星运行的周期大约是在()A．1～4天之间 B．4～8天之间C．8～16天之间D．16～20天之间★7、某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则近日点速率vb为（提示：行星运动在短时间内可近似认为速率不变）（）A、vb=eq\f(a,b)vaB、vb=eq\R(,\F(a,b))vaC、vb=eq\f(b,a)vaD、vb=eq\R(,\F(b,a))va★8、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T.如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示．如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间．（eq\f(R＋R0T,4R)·eq\r(\f(R＋R0,2R))）《行星的运动》效果分析1、了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程；2、掌握开普勒对行星运动的描述；培养学生在客观事实的基础上通过分析、推理，提出科学假设，再经过实验检验的正确认识事物本质的思维方法。4、通过学习，培养学生善于观察、善于思考、善于动手的能力。5、通过开普勒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。6、激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。《行星的运动》观评记录本节课积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。物理课堂应以学生为主，充分调动了学生的积极性、创造性，充分利用课内资源，以课内源头进行挖掘，调动学生的写作灵感，课堂小切入，化难为易，用具体的例子带动学生，化抽象为具体，使学生易于也乐于接受。应注重课堂结构设置的合理性，用问题带动学生的学习和思考，体现课堂的高效性。（一）、教材解读1、准确把握教材内容，科学合理地运用教材资源，对教材内容进行再认识和再创造，既源于教材又新于教材。2、注重整体感悟，善于对教材内容进行重新组合，力求教材思路的主体性和学生思维的多样性的有机结合。3、知识点的梳理、能力点的确定、思考点的设置、兴趣点的引发、训练点的侧重，都要着眼于学生学有所得，学有长进。（二）、教师教学1、用先进的教学理念和教育思想指导教学。2、课堂充满活力和张力，“活”有“魂”，张弛有“度”。3、因材施教，因人施教，面向全体，尊重学生的个体差异和独特感受。4、教学目标明确，教学内容丰富，教学方法灵活，学法指导得当，课堂氛围和谐，能从教学过程发展的实际情况出发动态地调控教学。5、教态大方，板书实用美观，教学语言具有感染力、启发性、激励性和典雅性。（三）、学生学习1、学生在学习活动中的“学”具有明确的指向。2、学生学习的情致高昂，学有兴趣，求知欲强，学得轻松，也学得实在。3、学生主动参与学习的方式多样，勤于思考，乐于探究，勇于质疑问难，敢发表见解。4、学生具有搜集和处理信息的能力、获取新识的能力、分析和解决问题的能力、交流与合作的能力。《行星的运动》课后反思本节课讲授天体运动的规律，而天体虽然对我们的生活影响巨大，但总觉得是距离遥远，不可捉摸。因此首先要让学生感兴趣，并学会将天体运动转化成为现实生活中的模型，与上一章曲线运动的知识相结合。在进行《行星的运动》的课程设计时，我希望通过穿插着的物理学发展史，渗透物理文化的教育，与先哲对话，与历史沟通，领略了人类宇宙观的演变历程，释然学生学习中的种种疑点，激活学生对宇宙探索的激情，充分展示科学规律的发展过程，培养学生的科学思维能力，使得学生能在快乐中学习，在学习的过程中找到快乐。在介绍完开普勒第一定律后，由于考虑到学生在数学上的知识还未能对椭圆有一个全面的认识，因此，在教学设计时安排了让学生自己动手画椭圆，体验行星绕着太阳的运动的这么一个环节，而且在椭圆画出后，通过观察可以发现，当两定点的距离较近时画出的椭圆近似位一个圆，为今后在处理行星的运动问题时把轨道视为一个圆作铺垫。这部分的教学内容主要以体验为主，使学生领略宇宙中行星运动的特点。本堂课教学设计的一个环节，就是在学生学习了开普勒第三定律