必修二《行星的运动》教案
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思

人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思1. 教学目标本次教学的目标是让学生能够:1.理解行星的运动轨迹和规律。
2.掌握行星加速度的计算方法。
3.熟悉行星的运动模拟实验过程,能够正确分析实验数据。
4.了解行星运动与宇宙物理学的关系。
2. 教学重难点教学重点:1.行星的运动轨迹和规律。
2.行星的加速度的计算方法。
教学难点:1.行星运动的三大运动定律如何应用。
2.通过模拟实验计算出行星的加速度值。
3. 教学内容3.1 行星的运动轨迹和规律行星运动的规律是由开普勒三定律给出的,行星按照椭圆轨道绕太阳公转。
具体而言,第一定律是说行星的轨道为椭圆,太阳在椭圆两个焦点中间一个。
第二定律是说,当行星接近太阳的时候,行星的速度会加快,离太阳越远的时候,行星的速度会减慢。
第三定律是说,行星公转的周期的平方与行星到太阳距离的立方成正比。
3.2 行星加速度的计算方法行星的加速度包含两个部分,一是因为行星距离太阳的距离不同,另一个是因为行星速度不同。
因此,可以通过计算太阳引力对行星的作用和行星向心力的大小来计算行星的加速度。
具体而言,行星到太阳的距离为r,行星的轨道速度为v,太阳对行星的引力大小为F,那么行星的加速度为$a=\\frac{F}{m}=\\frac{GM}{r^2}$,其中G为万有引力常数,M为太阳质量。
4. 教学步骤4.1 模拟实验通过模拟实验的方式让学生直观感受行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.将学生分成小组,每个小组选出一名组长,负责掌握实验流程和数据采集。
2.教师介绍实验流程,让学生了解实验目的和结果。
3.小组成员们进行数据采集,记录行星的轨迹和速度数据,并进行数据处理和分析。
4.组长将小组实验结果展示给整个班级,让学生互相交流和讨论。
4.2 讲解理论知识基于模拟实验结果,讲解相关理论知识,包括行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.介绍行星运动的三大定律,并让学生理解应用方式。
2.讲解计算行星加速度的方法,强调引力和向心力的作用。
高中物理必修2《行星的运动》教案

高中物理必修2《行星的运动》教案【教材解析】本节课是高中物理必修二中的第三章第四节,主要讲述了行星的运动,涉及到的知识点有行星运动的规律、行星的运动速度、行星的周日运动、行星的自转和公转。
【教学目标】知识与技能:1.掌握行星运动的基本规律;2.了解行星的运动速度;3.理解行星的周日运动;4.了解行星的自转和公转。
过程与方法:1.发现问题、探究问题;2.归纳总结、直观演示;3.实验探究、讨论求证。
情感态度与价值观:1.增强对科学知识的兴趣和探究精神;2.培养科学研究思维,提高科学素养;3.重视和尊重科学常识,保持科学态度。
【教学重点、难点】1.行星运动规律的掌握;2.行星的周日运动;3.行星的自转和公转。
【教学过程】一、导入(5分钟)1. 通过投影仪放一幅宇宙图,引导同学们进入今天的主题——“行星的运动”。
2. 引导同学回顾我们在初中学过的星、星系、星云的概念,然后根据投影仪上的宇宙图请同学们说说看看,现在有哪些星球?3. 鼓励同学们做一组题目,看看能否辨别是哪个星球(课前预告)?题目:现在有一张太阳系内六个行星的图片,请看图片判断六颗星分别是哪六颗行星。
二、理论分析(30分钟)1. 行星运动的规律1.1. 引导同学们看一个PPT,以“ 圆圆的天空中,我在思考,为什么行星总是在夜空中组成一串亮丽的珠子,而且它们动起来都有规律呢?”为导语,简述行星的运动规律。
1.2. 通过观察、思考、探究,得出结论:行星的运动是沿椭圆轨道运动,且规律性很高。
同时,引导学生了解如何解释、理解椭圆、轨道、轴线、轨道长轴、质心等等名词。
2. 行星运动中的速度由于万有引力的作用,行星在运动过程中始终是有速度的。
我们常常看到一颗星闪烁,这是因为行星的速度与我们观测角度迥异,形成视觉上的闪烁。
行星运动的速度大小主要与万有引力的大小、行星的质量以及行星距离太阳的距离这三者有关。
3. 行星的周日运动行星运动是绕太阳公转,而公转周期以及行星距离太阳的距离决定了行星的年龄,即公转周期越短,行星距离太阳越近,行星年龄就越小。
高中物理必修二教案-6.1行星的运动21-人教版

讲解以表格形式给出地心说和日心说的容:
地心说:_地球__是静止不动的,_地球_
是宇宙的中心,太阳、月亮以及其他行
星都绕_地球__运动;
日心说:__太阳__是静止不动的,太阳_
是宇宙的中心,地球以及其他行星都绕
太阳运动
总结两大学说的局限性并给出习题:
下列说法中正确的是( )
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.太阳是静止不动的,地球和其他行星
绕太阳转动
C.地球是绕太阳运动的一颗行星
D.日心说、地心说都具有局限性
开普勒行星运动定律:
1、开普勒第一定律(又称轨道定律):所
有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太
学生齐声跟着填空。
学生给出答案CD
速度(或线速度大小)不变,即行星做匀速
圆周运动运动。
3.所有行星轨道半径的三次方跟它的公
转周期的二次方比值都相等.
1.地心说和日心说
小结
2.开普勒三定律
(1) 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椭圆上
(2) 对任意一个行星来说,它与太阳的
连线在相等的时间内扫过相等的面积
(3) 所有行星的轨道的半长轴的三次方
跟它的公转周期的二次方的比值都相等
[板书] 一、地心说、日心说
二、开普勒三定律
1.开普勒第一定律(轨道定律)
2.开普勒第二定律(面积定律)
3.开普勒第三定律(周期定律)课后反思。
必修教材2第六章第1课时教案:行星的运动

老师将练习展示 (主要是多媒 体) ,学生先自主 完成, 个别不会的 题目可以小组讨 论,然后回答结 论,教师点评提 升。
学生一起回顾本 节课的教学内容, 提炼主要的知识 点, 归纳解题方法 和注意事项等。
人教版物理必修教材②
卢小柱个人电子教案(xzlu@)
教学目标
过程与方法目标
情感态度价值观 教学方法 教学器材
启发式教学法(自学、合作、点拨)
视频材料(天体的运动) ,天体运动的课件,常规教具
教学设计:
教学内容与教师活动 引入:学生阅读教材,老师提问: (1)古代人们对天体运动存在哪些看法? (存在地心说和日心说两种 对立的看法) (2)什么是“地心说” ,什么是“日心说”?(略) (3)哪种学说占统治地位的时间较长?(地心说占时间较长) (4)两种学说争论的结果是什么?(日心说最终战胜地心说) (5)古人认为天体做什么运动?(匀速圆周运动) (6)开普勒的导师是谁?他认为天体做什么运动? (丹麦天文学家第 谷,和其它古人看法一样,也是匀速圆周运动) (7)开普勒开始认为天体做何运动?(受世俗影响, 也认为天体在做匀 速圆周运动) (8)开普勒后来认为天体做什么运动? (在应用上述观点对天体运动 进行观测时发现了问题,经过刻苦计算,最终认为:天体做椭圆运动, 并得出了开普勒三定律) 一、行星运动的两种学说 地心说的内容:地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕 地球做圆周运动。代表人物是托勒玫。 日心说的内容:太阳是世界的中心并且静止不动,一切行星都围绕 太阳做圆周运动。代表人物是哥白尼。 二、两种学说的斗争 地心说的观点与教会观点一致,认为地球是世界的中心。 三、开普勒定律 第一定律(轨道定律):所有的行星分别在大小 不同的椭圆轨道上,围绕太阳运动,太阳是在这些 学生活动 1、预习:学生看 书, 了解古代人们 对天体运动的研 究, 了解地心说和 日心说, 知道开普 勒定律。 备注
行星的运动教案

行星的运动教案一、教学目标:1. 知识与技能:了解行星的运动规律,能够描述地球的自转与公转运动以及月球的绕地球运动。
2. 过程与方法:通过观察和实验证明地球的自转与公转运动以及月球的绕地球运动。
3. 情感态度价值观:培养学生对科学的兴趣,了解地球的美丽与神奇。
二、教学重难点:1. 了解行星的自转与公转运动。
2. 了解月球的绕地球运动三、教学过程:1. 导入:通过播放一段关于夜晚星空的视频,引起学生对行星运动的思考。
2. 概念讲解:(1)自转运动:讲解地球的自转运动,即地球以西向东自转一周所花的时间为一天,造成昼夜交替的现象。
(2)公转运动:讲解地球的公转运动,即地球绕太阳公转的运动,造成四季变化的现象。
(3)绕地运动:讲解月球绕地球运动的规律,即月球以逆时针方向绕地球公转一周所花的时间为一个月。
3. 实验探究:(1)实验一:利用一个篮球表示地球,一颗橙表示太阳,一个小球表示月球,橙球固定在教室中央,篮球在场地上自转,同时绕橙球公转,小球围绕篮球绕圈。
通过实验观察,学生发现地球自转一周为一天,地球公转一周为一年,月球绕地球一周为一个月。
(2)实验二:利用一个手电筒固定表示太阳,一个旋转台表示地球,一个小球表示月球。
通过手电筒照射地球,月球围绕地球运动,学生观察现象并记录下来。
4. 归纳总结:(1)与学生共同总结地球的自转与公转运动以及月球的绕地运动规律,澄清概念和规律。
(2)巩固知识点,解答学生的问题。
5. 练习与拓展:(1)让学生画出地球的自转与公转运动的示意图。
(2)让学生编写一首歌曲或小诗来表达地球的自转与公转运动,激发学生的创造力。
6. 课堂小结:通过本堂课的学习,学生们了解了行星的运动规律,掌握了地球的自转与公转运动以及月球的绕地运动。
同时通过实验探究,培养了学生科学实验的能力,激发了他们对科学的兴趣。
7. 课后作业:要求学生结合自己的实际观察,写一篇关于日月星辰运动的观察日记。
高中物理必修2《行星的运动》教案

高中物理必修2《行星的运动》教案教学目标1、知识与技能(1)知道地心说和日心说的基本内容;(2)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;(3)知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关;(4)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。
2、过程与方法: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。
3、情感、态度与价值观(1)澄清对天体运动裨秘、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。
教学重难点二、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。
学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的学习。
三、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。
教学工具多媒体、板书教学过程一、地心说和日心说1.基本知识(1)地心说①内容:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.②代表人物:托勒密.(2)日心说①内容:太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.(3)两种学说的局限性它们都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符.2.思考判断(1)宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动.(×)(2)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动,只是地球每天自西向东自转一周.(×)(3)与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远.(√)探究交流地心说和日心说是两种截然不同的观点,现在看来这两种观点哪一种是正确的?【提示】两种观点受人们意识的限制,是人类发展到不同历史时期的产物.两种观点都具有历史局限性,现在看来都是不完全正确的.二、开普勒行星运动定律1.基本知识2.思考判断(1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的.(×)(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动.(×)(3)行星轨道的半长轴越长,行星的周期越长.(√)探究交流行星绕太阳在椭圆轨道上运行,行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较,运动速率何处较大?【提示】由开普勒第二定律可知,由于在相等的时间内,行星与太阳的连线扫过相等的面积,显然相距较近时相等时间内经过的弧长必须较长,因此运动速率较大.三、行星运动的近似处理1.基本知识(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)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.2.思考判断(1)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动.(√)中的a可认为是行星的轨道半径.(√)探究交流下图是火星冲日年份示意图,观察图中地球、火星的位置,思考地球和火星谁的公转周期更长.火星冲日年份示意图【提示】由题图可知,地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,根据开普勒第三定律可得:火星的公转周期更长一些.四、对开普勒行星运动定律的理解【问题导思】1.开普勒三定律分别从哪些方面揭示了行星的运动规律?2.太阳的位置是各行星的轨道焦点吗?误区警示:开普勒三定律是行星绕太阳运动的总结定律,实践表明该定律也适用于其他天体的运动,如月球绕地球运动、卫星绕木星运动,甚至人造卫星绕地球运动等.例:有一个名叫谷神的小行星(质量为m=1.00×1021 kg),它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍,则它绕太阳一周所需要的时间为( ) 【审题指导】该题中谷神小行星与地球比较公转周期,需明确以下问题:(1)地球的公转周期为1年.(2)利用开普勒第三定律求解.【答案】 D五、天体运动的规律及分析方法1.天体的运动可近似看成匀速圆周运动:天体虽做椭圆运动,但它们的轨道一般接近圆.中学阶段我们在处理天体运动问题时,为简化运算,一般把天体的运动当作圆周运动来研究,并且把它们视为做匀速圆周运动,椭圆的半长轴即为圆半径.2.在处理天体运动时,开普勒第三定律表述为:天体轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值为常数,据此可知,绕同一天体运动的多个天体,轨道半径r越大的天体,其周期越长.3.天体的运动遵循牛顿运动定律及匀速圆周运动规律,与一般物体的运动在应用这两个规律上没有区别.特别提醒1.对于同一中心天体的不同行星k的数值相同,对于不同的中心天体的行星k 的数值不同. 2.公式常常用于比较不同行星周期或半径.例: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,可在轨道上某点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6-1-2所示.如果地球半径为R0,求飞船由A点运动到B点所需要的时间规律总结:开普勒第三定律的应用应用开普勒第三定律可分析行星的周期、半径,应用时可按以下步骤分析:1.首先判断两个行星的中心天体是否相同,只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立.2.明确题中给出的周期关系或半径关系.3.根据开普勒第三定律列式求解.。
最新人教版高中物理必修2第六章《行星的运动》教学设计1

教学设计1行星的运动文本式教学设计(一)江苏海州高级中学张启业本教案获江苏新课程教学创新设计大赛三等奖设计思想所谓重视过程就是重视学生在自主学习中所经历的某种有价值的学习活动,例如观察、实验、解释、分析、概括、交流等.通过该探究活动,能在实现知识与技能目标的同时,让学生获得体验,形成意识,掌握方法,提高能力.下面通过这节课的教学案例分析来说明如何体现探究的过程和方法.教学目标一、知识与技能了解人类对天体运动探索的历程.二、过程与方法1.查阅资料,了解“地心说”与“日心说”模型提出的历史背景.2.了解“地心说”与“日心说”模型建立的依据,认识物理模型在物理学发展过程中的作用.3.通过对“地心说”与“日心说”争论的评述,提高交流、合作能力.三、情感、态度与价值观1.由人类对天体运动的探索过程,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度.2.牛顿万有引力定律的提出,除科学的想象力外,更离不开对物体间作用力长期深入的思考.由此让学生认识到,科学的想象力是建立在对事物长期深入思考的基础之上的.3.树立把物理事实作为证据的观念,形成根据证据、逻辑和既有知识进行科学解释的思维方法.教学设计本课的重点是开普勒三定律,重点介绍第谷和开普勒等人观测和研究的成果.如果按一般的教学流程,对他们的研究成果像讲故事一样详细介绍,学生也能接受但必然会感到很乏味,整个的教学过程在学生的心理上就不能留下较深的印记,也失去了一次科学探究的大好机会,重视过程的教学思想便成了一句空话.针对这个问题我对这节课的教学进行了如下设计,收到了较为理想的效果.[探究一]首先让同学们回顾天文学的有关知识,回顾人类不断探究行星运动规律的过程:先是托勒密提出的地心说,认为地球是宇宙的中心,著名的九重天模型;再是哥白尼提出日心说,认为太阳是宇宙的中心,因此他拦住了太阳,推动了地球;哥白尼去世三年后,天才观测家第谷诞生了,经过二十多年的观测把人们测量天体的误差大大减小了;开普勒经过多年的刻苦计算对天体的匀速圆周运动产生了怀疑,从而发表了行星运动的开普勒三定律,对万有引力的发现也有重大的影响.展示人类发现行星运动规律的过程.在这个探究过程中同学们讨论发现过程中每个科学家的作用.[探究二]探究开普勒第一定律时,首先探究地球绕太阳运动的轨迹是否为椭圆,根据学生已掌握的知识(春夏秋冬的时间长短)来证明地球绕太阳的运动不是完美的匀速圆周运动.地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动,通过这个探究过程,学生根据已有的知识认识到地球绕太阳的运动轨迹是一个椭圆.[探究三]对开普勒第三定律的学习,如果只给出定律的内容,告诉学生比值k是与行星无关的常数,只与太阳有关.学生将只能记忆,不能体验探究过程的乐趣.于是我设计了如下的过程供学生探究,找出八大行星的半长轴与周期的大小,让学生去探究半长轴和周期的关系,然后再列出绕地球运动的月球及地球同步卫星的参数,学生通过计算后自然得出比值的规律.再计算其他行星绕太阳运动的半长轴的三次方和周期平方的比值以及卫星绕地球运动的比值,通过计算证明:所有的行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等,确实与环绕天体无关,与中心天体有关.卫星的比值与它所围绕的行星有关,与环绕天体无关.课后反思通过三个探究过程的设计,整节课达到了预想的效果.反思这节课教学我深刻地感觉到以下几点:一、注重学科间的渗透,关注了学生已有的知识基础本节课所设计的探究过程都是在学生已有的知识基础之上进行的.例如探究一,许多学生都是天文学的爱好者,对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等都有所了解,可以让学生自主地去探究,去讲科学发现的过程.在探究二中有关春分、夏至、秋分和冬至,地理课上学生都已经学习过,学生比较熟悉,因此和地理知识的融合更具有可行性.同时该节课还将人文精神与自然科学交融起来,使学生获得对自然界更加本质的认识,对逐步树立科学的世界观起着重要的作用.由于该部分内容与天文相关,所以很自然地渗透了天文地理的知识,在教学过程中学生感到自然,而不是生搬硬套.在认知、情感、态度的目标中,找到恰当的结合点,在教学设计中自然引入.同时,设计中探究半径的三次方与周期的平方的比值的探究中,把八大行星的参数都列出来,对k的特点进行考察,具有很强的针对性,水到渠成.所以此课堂设计的探究活动自然贴切,针对性强,具有很强的可操作性.二、课堂设计关注了物理与社会、与生活的联系本节课中天文科学家的故事,还有春、夏、秋、冬四季变换都是学生身边的生活中的知识,非常贴近学生实际生活,通过学生熟悉的现象揭示物理规律,并将其应用于社会生活的实际,使学生体会到了知识来源于实际,并了解科学技术与社会的关系.随着科学技术的进步,人类对天体运动的认识也逐步深入,由与宗教神学相关的地心说到日心说和开普勒提出的关于行星运动的认识,推动了社会的发展和人类的进步.三、让学生在探究中体验到成功的喜悦从季节的长短探究地球绕太阳运动的轨迹是圆或者是椭圆,通过对八大行星的半长轴和周期数据的分析总结出半长轴的三次方与周期的平方的比值是一个定值.这个定值与太阳有关而与行星无关,绕地球运动的卫星的半径的三次方与周期的平方的比值为另一个定值.这些结论好像与同学们非常遥远,但如果由学生从一定的角度或资料上的知识去探究,自己去发现,则能让学生体验到成功的喜悦,提高了学生学习物理的积极性和主观能动性.四、真正突出了学生的主体地位,注重学生的全面发展以前的教学中设计问题让学生讨论,由学生回答,或让学生亲手操作实验,都是在老师的提示下或要求下进行的,学生并没有真正参与到课堂中来.那种课堂的活跃只是表面现象,学生并没有和老师一起去探讨,学生只是教师上课表演的道具.而这种让学生利用已有的知识去探究发现的教学过程,才能真正发挥学生的积极性和主动性,还课堂以本来的面目,而且培养了学生的探究能力,为学生的终身学习打下了基础,全面提高学生的综合素质.新课程的教学过程设计,要尽可能多地创造机会,让学生自主活动,启发他们善于抓住问题关键,让他们拿到打开知识宝库的钥匙.要提高学生参与学习的品质:1.提高学生学习的主动性,培养学生具有强烈的求知欲,变“要我学”为“我要学”,变被动吸收为主动探究;2.提高学习的自立性,在教师指导下自学、质疑、讨论、评价,真正成为学习活动的主体;3.提高学习的自觉性,做到集中精力、认真学习、互相合作、踊跃发言,体现高度的主人翁精神.总之,新课程改革给教师提出了更高的要求,教师需要开阔视野,跳出学科界限,既要知识融会贯通,又要深入浅出,既要研究学生的特点,又要设计好科学探究的环节.只有这样才能将新课程不断推向前进.。
高二物理人教版必修2 6.1行星的运动教案

行星的运动重/难点重点:理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动。
难点:对开普勒行星运动定律的理解和应用。
重/难点分析重点分析:理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动。
学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对万有引力定律和人造卫星的学习。
难点分析: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。
尤其是开普勒第三定律的功能很强大,能独立的处理很多题型。
突破策略多媒体演示天体运动的图片和视频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。
关于天体的运动,历史上有过不同的看法。
1、“地心说”和“日心说”之争“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。
)“日心说”战胜了“地心说”,最终被接受。
2、开普勒行星运动定律(1)古人把天体的运动看得十分神圣,他们认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀逮圆周运动。
(2)开普勒认为行星做椭圆运动,他发现假设行星做匀速圆周运动,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。
(3)开普勒定律具体表述为: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。
这一定律说明了行星运动轨迹的形状,要向学生强调不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道不同。
例1、关于开普勒第一定律,下列说法不正确的是( )A.它的发现是建立在天文学家第谷的观测数据之上的B.该定律中的“所有行星”是指除太阳外太阳系的所有天体C.开普勒假设天体不是做匀速圆周运动是发现该定律的原因之一D .开普勒执着于计算和观测数据之间的差别是发现该定律的原因之一解析:开普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太阳系中行星的卫星,例如月球.答案:B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,即S AB =S CD =S EK 。
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★课题 6.1 行星的运动
★教学目标
(一)知识与技能:
1.知道地心说和日心说的基本内容。
2.学习开普勒三大定律,能用三大定律解决问题。
3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的,真是来
之不易的。
(二)过程与方法:
4.体会精确的观察记录在科学研究中的重要地位。
5.对过对开普勒三定律的学习了解天体运动的规律。
(三)情感态度与价值观:
6.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。
7.了解伽利略等科学家为科学献身的精神,学习前人
对问题一丝不苟、孜孜以求的精神。
★重难点:
掌握天体运动的演变过程; 熟记开普勒三定律.
★课时安排:1课时
★新课引入:同学们,在前面的学习中我们已经学习了运动学\静力学及动力学的基本知识并且用这些知识研究了地面上物体的运动,现在我们就放开视野,从今天开始我们来研究天空中的运动:天体运动。
首先是太阳系行星的运动. 研究天体的运动是从古到今科学研究的永恒主题。
关于行星的运动,历史上有两种对立的说法,这是历史上牺牲最大的科学争论。
★新课教学
一、地心说
1、地心说:认为地球是宇宙中心,任何星球都围绕地球旋转。
2、代表人物:托勒密(公元90——168年)
3、存在条件:第一符合人们的日常经验,第二人们多信奉宗教神学,认为地球是宇宙中心。
但: 随着观测精度的不断提高,地心说算出的行星位置偏离观测位置越来越大
二、日心说
1、日心说:太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动
2、代表人物:哥白尼(1473——1543)
3、存在条件:地心说解释天体运动不仅复杂,而且许多问题都不能解释。
而用日心说,许多天体运动的问题不但能解决,而且还变得特别简单。
进入高中物理的第一节课就学了参考系的选择,我们知道运动的描述是相对的,从表面上看,两学说只不过是参考系的改变.但大家要注意,这是一两千年前的争论,运动描述的相对性是物理学发展后,一非常现代的科学观点,它们所谓的静止是绝对静止,就像我们还没读书,没学物理时认为地面是绝对静止的,其它物体相对地面的在动叫做运动的物体,地心说的观点就是地球绝对静止,日心说的观点就是太阳绝对静止.现在看来古代的两种学说都不完善,地心说和日心说的共同点:天体的运动都是匀速圆周运动。
因为太阳、地球等天体都是运动的(运动是绝对的),鉴于当时对自然科学的认识能力,日心说比地心说更先进,在太阳系中我们认为太阳是静止的
师:“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“日心说”则能说明,也就是说,“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实.例如:若地球不动,昼夜交替是太阳绕地球运动形成的.那么,每
天的情况就应是相同的,而事实上,每天白天的长短不同,冷暖不同.而“日心说”则能说明这种情况:白昼是地球自转形成的,而四季是地球绕太阳公转形成的。
三、天才观测家-第谷的观测(纯肉眼观测)
1、第谷(1546——1601)是丹麦的天文学家、观测家,历时20年的观测,记录了行星、月亮、彗星的位置。
2、第谷虽然本人没有描绘出行星运动的规律,但他积累的资料为开普勒的研究提供了坚实的基础
天才观测家又有一学生是天才数学家-----开普勒
他分析他导师-第谷数据得出结论:行星运动的轨道不是圆周运动而是绕椭圆运动
四、补充:简介椭圆(可使学生实验体验椭圆)
小结:两个图钉位置靠的越近,椭圆就越接近于圆
五、开普勒三定律:
1.开普勒第一定律——椭圆轨道定律
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。
注意:九大行星的轨道半径不同且所在的轨道平面不在同一个轨道平面上
开普勒指出运动轨道不是圆,那么就不可能如上两学说做匀速圆周运动,行星运动的速度是怎样的呢?
2.开普勒第二定律——又叫面积定律
任何一个行星与太阳的联线在相等的时间内扫过的面积相等。
---------近快远慢
注意:行星环绕太阳公转的角速度不相等
小结:开普勒第一、二定律推翻了地心说和日心说所描述的天体是做匀速圆周运动的结论
3.开普勒第三定律(十年磨一剑)——又叫周期定律 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。
即a 3 / T 2=k
【问题】:公式k T a 23中的比例系数k 可能与谁有关?
【解析】:开普勒第三定律知:所有行星绕太阳运动的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值是一个常数k ,可以猜想,这个“k ”一定与运动系统的物体有关.因为常数k 对于所有行星都相同,而各行星是不一样的,故跟行星无关,而在运动系中除了行星就是中心天体——太阳,故这一常数“k"一定与中心天体——太阳有关【牢记】
拓展: a)开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运动,同时它适用于所有的天体运动。
只不过对于不同的中心天体,
k T R 2
3
中的k 值不一样。
如金星绕太阳的23T R 与地球绕太阳的23T R 是一样的,因为它们的中心天体一样,均是太阳。
但月球绕地球运动的23T R 与地球绕太阳的23T
R 是不一样的,因为它们的中心天体不一样。
六. 对天体运动的处理方法
由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近,因此,在中学阶段的研究可以按圆周运动处理,这样开普勒三定律就可以这样说:
1、多数大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速度不变,即行星做匀速圆周运动(回到日心说)
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,即r 3 / T 2=k
典型例题:
例题1:
关于行星的运动下列说法中正确的( bd )
A 、行星轨道的半长轴越长,自转周期就越大
B 、行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大
C 、水星的半长轴最短,则公转周期最大
D、冥王星离太阳最远,绕太阳运行的公转周期最长
例题I1:书33页,问题与练习1.
最后:开普勒定律是根据行星运动的现察结果而总结归纳出来的规律.它们每一条都是经验定律,都是从行星运动所取得的资料中总结出来的规律.开普勒定律只涉及运动学、几何学方面的内容,不涉及力学原因。
是什么力使得行星做这种变速运动呢?且看下节内容.
作业:阅读科学足迹
★版式设计: 6.1 行星的运动
1.两种学说:
(1)地心说:地球静止(2)日心说:太阳静止(绝对静止)
2.开普勒三定律:
(1)开~~一~~:椭圆轨道定律
(2)开~~二~~:面积定律:----近快远慢
(3)开~~三~~:周期定律: a3 /T2=k(k只与中心天体太阳有关)
拓展:开普勒定律适用于所有的天体运动。
3.中学阶段处理:
(1)圆周运动
(2)匀速率
(3) r3 /T2=k
作业:1阅读科学足迹;2本节问题与练习(全)
★教学后记:。