高一物理 行星的运动教学设计与反思

第5页共6页《行星的运动》教学设计与反思王书霞课程目标知识与技能1.知道地心说和日心说的基本内容。2.知道开普勒三定律的内容。3.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。情感态度与价值观1、澄清对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。2、感悟科学是人类进步不竭的动力，培养热爱科学，追求真理的高尚情操。3、在科学探究中学会与人合作，与人共享。教学重点开普勒行星运动定律教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用教学过程学生活动引入新课多媒体演示：《仰望星空》诗朗诵天体运动的图片浏览。在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。新课讲解一、古代对行星运动规律的认识问1：．古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”．问2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’?“地心说”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.“日心说”则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．“地心说’的代表人物：托勒密(古希腊)．“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位达1300多年．从中世纪以来，教会的反动统治形成了一道无形的枷锁，凡是不符合教会思想而另有主张的人，都会遭到迫害。哥白尼毕生致力的著作《天体运行论》，临终前才在这本书上签上了自己的姓名。日心说与地心说的斗争是一场真正的科学革命，使人们的世界观发生了重大变革，宇宙中心的转变暗示了宇宙可能根本没有中心，这在哥白尼那里还是隐含的，意大利学者布鲁诺将它公开说出，结果被捕入狱，在被囚禁的八年中，布鲁诺始终坚持自己的学说，最后被宗教裁判所判为“异端”，烧死在罗马鲜花广场。第谷·布拉赫（1546-1601），丹麦天文学家和占星学家。毕生精力投入到行星位置的测量中，他所做的天文仪器观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的.德国天文学家开普勒（1571-1630），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分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分，开普勒想，这不容忽视的8分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，最后终于发现了天体运行的规律开普勒三大定律。二、开普勒行星运动定律问1：开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?开普勒认为行星做椭圆运动．他发现假设行星傲匀逮圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这一差别．问2：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?开普勒行星运动定律从行星运动轨道，行星运动的线速度变化，轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律．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．问3：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?不同．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．问4：如图7.1-2所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？因为相等时间内面积相等，所以近日点速率大。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．(k值只与中心天体质量有关)三、行星运动的理想化处理：问5：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆处理，开普勒三定律的内容应该怎样表述呢?1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆，太阳处在圆心上。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。3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等．若用R代表轨道半径，T代表公转周期，开普勒第三定律可以用下面的公式表示：一名学生朗诵（激发学生探索宇宙奥秘的激情）学生交流、讨论各自的课前预习结果，并且总结、发言。(通过课前查阅资料的过程，体会主动学习的乐趣；感知大师们的思路、方法以及他们一丝不苟的科学精神，激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。)通过对行星运动定律的建立过程的了解，感受观察手段及数学归纳法在科学研究中的重要作用。两名学生上黑板画椭圆。学生上黑板推导远日点速率与在近日点速率大小关系引导学生分析表格数据，讨论k值与什么因素有关？学生用自己的话表述行星运动的理想化处理。四、【小试牛刀】1.关于行星的运动,以下说法正确的是（）A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大C.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动D.海王星离太阳“最远”,公转周期最大分析：由开普勒第三定律，式中的T是公转周期而非自转周期，故B错。可知a越大，T越大，故D正确，所有行星的运行轨道是椭圆，并不是都在同一个椭圆轨道上，故C错误.答案：BD2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳是位于（）oA.F2点B.o点oC.F1点D.B点分析：由开普勒第二定律得在近日点速率大，远日点速率小，题目中“行星在A点的速率比在B点的速率大”，故判断出太阳位于F2点。3．关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是（）A.k是一个与行星无关的常量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则C.T表示行星运动的自转周期D.T表示行星运动的公转周期五、【课堂小结】让学生概括总结本节的内容。六、【作业】导学案1、2、3、4题【板书设计】§6.1行星的运动一、古代对行星运动规律的认识1．地心说：托勒密2．日心说：哥白尼二、开普勒行星运动定律1．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．2．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．3．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二次方的比值都相等．注：比值k只与中心天体的质量有关。三、行星运动的理想化处理：1、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心．2、对任意一个行星来说，它绕太阳做匀速圆周运动。3、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．教学反思：本节课满意之处：（1）教学设计合理，思路清晰；（2）教态自然，慷慨激昂，富有激情；（3）通过诗朗诵导课引入，极具震撼力，激发了学生学习的热情；（4）选择物理学史教学，很富挑战性，但依然能条理清晰，一一呈现，激发学生崇尚科学、追求真理的欲望；（5）设计学生人人动手画椭圆小活动，使学生对行星运动的轨道有感性认识；（6）导学案设计合理，有效性强，学生完成学案情况较好；（7）课前进行导学案批阅，上课时对部分学生进行鼓励、表扬、评价，调动学生了学习的积极性，同时指出学案中存在的共性问题，以便在教学过程中有的放矢，解决共性或个性问题；（8）有效采用多媒体手段和动画，使抽象的现象能形象直观的呈现给学生，增大了课堂容量。不足之处：（1）由于第一次参加公开课，难免