2020学年高中物理第七章万有引力与宇宙航行第一节行星的运动教案新人教版必修第二册
高中物理行星的运动教案新人教版必修
一、教学目标1. 让学生了解行星的运动规律,掌握开普勒定律和万有引力定律,理解天体运动的基本原理。
2. 培养学生的实验观察能力、逻辑思维能力和科学探究能力。
3. 帮助学生树立科学的世界观,培养对自然现象的好奇心和探索精神。
二、教学内容1. 行星的运动规律2. 开普勒定律3. 万有引力定律4. 天体运动的基本原理5. 实验观察和数据分析三、教学重点与难点1. 教学重点：行星的运动规律、开普勒定律、万有引力定律、天体运动的基本原理。
2. 教学难点：行星运动规律的推导和证明,万有引力定律的应用和计算。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过观察、实验、分析、推理等过程,自主探究行星的运动规律。
2. 利用多媒体课件和实验设备,生动形象地展示行星的运动和万有引力的作用。
3. 采用小组合作学习的方式,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
五、教学步骤1. 引入：通过介绍行星的运动规律的发现历程,激发学生的兴趣和探究欲望。
2. 理论讲解：讲解开普勒定律和万有引力定律,引导学生理解天体运动的基本原理。
3. 实验观察：组织学生进行实验观察,让学生通过实际观察和数据分析,深入了解行星的运动规律。
4. 公式推导：引导学生通过观察实验数据,推导出行星的运动规律公式。
5. 应用拓展：让学生通过习题练习,掌握万有引力定律的应用和计算。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对行星运动规律、开普勒定律和万有引力定律的理解程度。
2. 习题练习：布置有关行星运动规律、万有引力定律的习题，评估学生的掌握情况。
七、教学延伸1. 拓展学习：介绍行星环和卫星的运动规律，引导学生深入研究天体物理学。
2. 参观观测：组织学生参观天文台或观测站，观测行星和天体，提高学生的实践能力。
3. 学术研究：鼓励学生参加学术竞赛或开展课题研究，提升学生的科学研究能力。
八、教学资源1. 多媒体课件：制作课件，展示行星的运动规律、开普勒定律和万有引力定律的相关内容。
2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行1行星的运动学案新人教版必修2
1．行星的运动知识结构导图核心素养目标物理观念：行星的运行轨道及运行规律．科学思维：用圆周运动规律近似处理行星的椭圆运动．科学探究：归纳总结开普勒定律的科学认知过程．科学态度与责任：开普勒定律在分析实际问题中的应用．知识点一地心说与日心说阅读教材第44页第1自然段．1．地心说：______是宇宙的中心，是______的，太阳、月球以及其他星体都绕______运动．2．日心说：________是静止不动的，地球和其他行星都绕________运动．3．局限性：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________运动，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符.假设地球绕太阳运动的道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，根据曲线运动的特点，从秋分到冬至再到春分经历的时间比从春分到夏至再到秋分经历的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短．知识点二开普勒定律阅读教材第44～45页“开普勒定律”部分．定律内容公式或图示开普勒第一定律所有________绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在__________的一个________上开普勒第二定律对________行星来说，它与太阳的连线在________内扫过的________开普勒第三定律所有________的轨道的________的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都________公式：________＝k，k是一个对所有行星都相同的常量假设地球绕太阳运动的道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，根据曲线运动的特点，从秋分到冬至再到春分经历的时间比从春分到夏至再到秋分经历的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短．【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(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)与日、地距离相比，恒星离地球都十分遥远．( )(3)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的．( )(4)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．( )(5)行星轨道的半长轴越长，行星的公转周期越大．( )(6)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．( )要点一古代对行星运动规律的认知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．(2)代表人物：哥白尼．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．两种学说的代表人物点睛：日心说能解释许多地心说不能解释的自然现象，实际上在银河系中太阳不是静止不动的，太阳也不是宇宙中心，日心说也不是完全正确的．【例1】下列说法正确的是( )A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说比地心说完美，因此哥白尼的日心说完全正确练1 关于地心说和日心说，下列说法正确的是( )A．地心说的参考系是太阳B．日心说的参考系是太阳C．地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D．日心说是由爱因斯坦提出来的要点二开普勒行星运动规律探究点1 如图，a、b分别是远日点和近日点，试根据开普勒第二定律分析行星在近日点和远日点附近运动时速度哪个较大，哪个较小？探究点2 开普勒第三定律中的k值与什么有关？1.第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的依赖关系．椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．2．在图中，半长轴是AB 间距的一半，T 是公转周期，其中常数k 与行星无关，只与太阳有关．3．对a 3T2＝k 中k 的含义的理解k 是由中心天体决定的，中心天体不同则k 值不同．例如：地球围绕太阳运动，k 是由中心天体太阳决定的；月球围绕地球运动，k 是由中心天体地球决定的，而这两个常量是不同的．气象卫星绕地球运动时，常数k 只与地球质量有关题型一 对开普勒第一定律的理解 【例2】 (多选)下列说法正确的是( ) A ．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B ．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 C ．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 D ．太阳是静止不动的点拨：只要对开普勒第一定律理解透彻了，就能对本题作出正确的判断．题型二 开普勒第二定律的应用 【例3】(多选)如图所示，“嫦娥三号”绕月球沿椭圆轨道运行，绕行方向为逆时针方向，A、B 分别为近月点和远月点，C是轨道上到A、B距离相等的点，则下列说法正确的是( ) A．“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐增大B．“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐减小C．“嫦娥三号”从A点到C点的运行时间等于四分之一周期D．“嫦娥三号”从A点到C点的运行时间小于四分之一周期点拨：(1)应用开普勒第三定律解题的思路①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．(2)如果将椭圆道近似按圆道处理，那么开普勒第三定律中椭圆的半长轴即近似为圆的半径．题型三开普勒第三定律的应用【例4】(多选)如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为T B；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为T C.下列说法或关系式中正确的是( )A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变C.a3T2B＝r3T2C，该比值的大小仅与地球有关D.a3T2B≠r3T2C，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关练2如图所示，某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半径的19，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是( )A.19天B.13天 C ．1天 D ．9天练3 “北斗”卫星定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成，地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是( )A ．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B ．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C ．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的17D ．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的17做一做用图钉和细绳画椭圆(教材P45)绘制椭圆可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆．如图，把白纸铺在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点．保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？焦点重合时，半长轴转变为什么？提示：椭圆越来越接近圆形，焦点重合时半长轴和半短轴相等，成为圆的半径.1．(多选)下列选项中，属于“日心说”很快得到传播的原因的是( )A．如果以地球为中心来研究天体的运动，有很多无法解决的问题B．如果以太阳为中心，可以解决许多问题，并且描述行星的运动也变得简单了C．人们观测到地球确实是围绕太阳运转的D．人们理解了太阳东升西落的现象是由地球自转引起的2．如图所示，海王星绕太阳在椭圆轨道上运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，海王星运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )A ．从P 到M 所用时间等于T 04B ．从Q 到N 所用时间等于T 04C ．从P 到Q 速率逐渐减小D ．从M 到N 所用时间等于T 023．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍，另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍，P 与Q 的周期之比约为( )A ．2:1B ．4:1C ．8:1D ．16:14．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同．下列反映周期与轨道半径关系的图像中正确的是( )5．国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量由九颗减为八颗．若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 星球半径/ (×106m) 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4 轨道半径/0.5791.081.502.287.7814.328.745.0(×1011 m)从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近( )A．80年 B．120年C．165年 D．200年温馨提示：请完成课时作业八第七章万有引力与宇宙航行1．行星的运动基础导学·研读教材知识点一1．地球静止不动地球2．太阳太阳3．匀速圆周知识点二行星椭圆椭圆焦点任意一个相等的时间面积相等行星半长轴a相等a3T2思考辨析答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√互动课堂·合作探究要点一【例1】【解析】日心说主要是以太阳为参考系来研究其他行星的运动，这样其他行星的运动形式变得简单，便于描述和研究，但太阳并不是静止不动的．地心说是以地球为参考系来研究太阳及其他星体的运动，这样其他行星的运动形式非常复杂，不便于描述和研究，地球和太阳都不是宇宙的中心，故C正确．【答案】 C练1 解析：地心说认为太阳及其他星体围绕地球运动，参考系为地球，A错误；哥白尼提出了日心说，日心说认为一切天体都绕太阳运动，参考系为太阳，B正确，D错误；地心说的提出是因为古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，因此他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的星体都绕地球运行．天主教教会认为地心说是世界观的“正。
高三物理万有引力与宇宙航行教案
万有引力与宇宙航行 知识点 开普勒行星运动定律 Ⅰ1．定律内容(1)开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是01椭圆，太阳处在椭圆的一个02焦点上。
(2)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的时间内扫过的03面积相等。
(3)开普勒第三定律：所有行星轨道的04半长轴的三次方跟它的05公转周期的二次方的比都相等，即06a 3T2＝k 。
2．适用条件：适用于宇宙中一切环绕同一中心天体的运动。
知识点 万有引力定律及应用 Ⅱ1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与01物体的质量m 1和m 2的乘积成正比，与02它们之间距离r 的二次方成反比。
2．公式：F ＝03G m 1m 2r 2，其中G 叫作引力常量，G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，其值由卡文迪什通过扭秤实验测得。
3．适用条件：适用于两个04质点或均匀球体；r 为两质点或均匀球体球心间的距离。
知识点 环绕速度 Ⅱ1017.9 km/s 。
2．02地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。
3．03发射速度，04环绕速度。
4．第一宇宙速度的计算方法(1)由G mm 地R 2＝m v 2R ，解得：v ＝05Gm 地R ； (2)由mg ＝m v 2R ，解得：v ＝06gR 。
知识点 第二宇宙速度和第三宇宙速度 Ⅰ1．第二宇宙速度(脱离速度)使物体挣脱01地球引力束缚的最小发射速度，其数值为0211.2 km/s 。
2．第三宇宙速度(逃逸速度)使物体挣脱03太阳引力束缚的最小发射速度，其数值为0416.7 km/s 。
知识点 相对论时空观与牛顿力学的局限性 Ⅰ1．相对论时空观(1)爱因斯坦的两个假设：在不同的惯性参考系中，01相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是02相同的。
(2)同时的相对性：根据爱因斯坦的假设，如果两个事件在一个参考系中是同03不一定是同时的。
高中物理行星的运动教案新人教版必修
一、教学目标1. 让学生理解行星运动的三个基本定律,掌握开普勒定律、向心力公式和圆周运动的相关概念。
2. 培养学生运用数学知识和物理思维方法解决实际问题的能力,提高学生的科学素养。
3. 引导学生认识行星运动的科学意义和应用价值,激发学生学习物理的兴趣和探究精神。
二、教学内容1. 开普勒定律:第一定律(椭圆轨道定律)、第二定律(面积速率定律)、第三定律(调和定律)。
2. 向心力公式:F=mv²/r。
3. 圆周运动:角速度、线速度、周期、向心加速度等概念。
4. 行星运动的实际例子:地球公转、月球绕地球运动等。
三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方式,引导学生通过思考和讨论来发现和总结行星运动的规律。
2. 利用数学软件或教具,演示行星运动的模拟,帮助学生直观地理解开普勒定律和向心力公式。
3. 结合实际例子,让学生了解行星运动的科学意义和应用价值。
四、教学步骤1. 引入:通过介绍行星运动的历史背景,激发学生的兴趣和探究精神。
2. 讲解开普勒定律,引导学生理解和掌握椭圆轨道定律、面积速率定律和调和定律。
3. 讲解向心力公式,让学生了解圆周运动的基本概念和向心力公式的推导过程。
4. 利用软件或教具,演示行星运动的模拟,帮助学生直观地理解开普勒定律和向心力公式。
5. 结合实际例子,让学生了解行星运动的科学意义和应用价值。
五、教学评价1. 课堂讲解和演示过程中,观察学生的反应和参与程度,评估学生对行星运动的理解程度。
2. 课后作业和测试,评估学生对开普勒定律、向心力公式和圆周运动概念的掌握程度。
3. 结合学生的学习过程和表现,对学生的科学素养和创新能力进行综合评价。
六、教学内容5. 行星运动的应用：开普勒定律在天文学和其他领域的应用，如天体定位、行星探测等。
七、教学方法1. 案例分析：分析开普勒定律在天文学中的应用，如太阳系的形成和行星轨道的计算。
2. 小组讨论：让学生探讨行星运动规律在其他领域可能的应用，如航天器轨道设计。
高中物理第六章万有引力与航天第1节行星的运动教学案新人教版必修2(1)
第1节行星的运动1 •德国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现了行星运动定律。
2•开普勒第一定律指明行星绕太阳的轨道为椭圆轨道，而非圆轨道；第二定律可导出近日点速率大于远日点速率；第三定律指明了行星公转周期与半长轴间的定量关系。
3 •近似处理时，可将行星绕太阳运动或卫星绕地球运动看做是匀速圆周运动，且对同一中心天体的行星或3卫星，T=k中的k值均相同。
内容局限性地心说地球是于宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动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，但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符日心说太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动开普勒行星运动定律内容图示开普勒第一定律（椭圆定律）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他r li说明不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的课涮自主学习•基稳才能楼高1 •自主思考一一判一判⑴宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
（X）（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。
（X）（3）与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远。
（V）⑷ 围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的。
（X）（5）开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。
（X）（6）行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。
（V）（7）在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动。
（V）2.合作探究一一议一议（1）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0通方怎有历史局限性，现在看来都是不完全正确的。
(2) 如图6-1-1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。
对开普勒行星运动定律的理解定律认识角度理解开普勒第一定律对空间分布的认识各行星的椭圆轨道尽管大小不冋，但太阳是所有轨道的一个共同焦点不同行星的轨道是不同的，可能相差很大开普勒第二定律对速度大小的认识行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小近日点速度最大，远日点速度最小开普勒第三定律对周期长短的认识椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体常数k与其中心天体有关图6-1-1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, 得：火星的公转周期更长一些。
新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动学案新人教版必修
第1节行星的运动学习目标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。
自主预习一、地心说和日心说的比较[填空]1.地心说:是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月球以及其他行星都绕运动。
2.日心说:是宇宙的中心,是静止不动的,地球和其他行星都绕运动。
3.局限性: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、最和谐的运动,但和丹麦天文学家的观测数据不符。
二、开普勒行星运动定律[填空]德国天文学家用20年的时间研究了丹麦天文学家的行星观测记录,发现了行星运动的相关规律,后人称为开普勒行星运动定律。
三、行星运动的近似处理[填空]1.行星绕太阳运动的轨道十分接近,太阳处在。
2.对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的(或)大小不变,即行星做运动。
3.所有行星跟它的的比值都相等,即=k。
课堂探究1.“地心说”和“日心说”之争[情境设问]古人对天体运动存在哪些看法?结论1:在古代,人们对于天体的运动存在着和两种对立的看法。
2.开普勒行星运动定律[情境设问]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?结论2:(1)开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是,太阳处在椭圆的一个上。
(2)开普勒第二定律(面积定律):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的相等。
(3)开普勒第三定律(周期定律):所有行星跟它的的比都相等,即=k,比值k是一个对于所有行星都相同的常量。
[思考与讨论]开普勒行星运动定律对地球卫星的运动是否适用?[例题展示]【例题1】下列说法正确的是()A.地球是宇宙的中心,太阳、月球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[变式训练1]16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个论点就目前来看存在缺陷的是()A.宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C.天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象D.与日地距离相比,其他恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多【例题2】已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。
高一下学期物理人教版必修第二册课件：第七章第1节行星的运动
答案：B
二、开普勒定律 [微探究] 太阳系的八大行星绕太阳的运动如图所示，观察并思考下列
问题：
(1)行星的轨道是什么样的？ (2)太阳在行星轨道的什么位置？ (3)行星在运行轨道上不同位置速率是否相同？ (4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？ 提示：(1)椭圆。(2)一个焦点上。(3)不相同。(4)不相同。
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
确；行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，必须
是对同一行星而言，D错误。
答案：C
开普勒定律的理解
描述 定律
角度
理解
(1)行星绕太阳运动的轨道严格
开普
来说不是圆而是椭圆，不同行
勒第 轨迹 星的轨道是不同的。
一定 空间 (2)太阳不在椭圆的中心，而是
B．两者运行速度大小始终保持不变 “课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
C．太阳位于两者椭圆轨道的公共焦点上 “课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
说
_地__球__运动
最和谐的_匀__速__圆__周_运
日 (1)_太__阳__是宇宙的中心，是静止不 动，但计算所得的数
心 动的
据和丹麦天文学家第
说 (2)地球和其他行星都绕_太__阳__运动 谷的观测数据不符
[试小题] 1．判断正误。
(1)地心说认为地球是宇宙的中心。 (2)日心说认为太阳是静止不动的。 (3)地心说是错误的而日心说是正确的。 (4)太阳每天东升西落，说明太阳围着地球转。
2024-2025学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行1行星的运动(2)教案新人教版必修2
1. 设计反思活动：
- 在课后，通过问卷调查、小组讨论等方式，了解学生对本节课知识点的掌握程度，以及在学习过程中遇到的困难和问题。
- 与学生进行个别交流，了解他们对本节课的教学方式和内容的看法，以及他们对课程的兴趣和参与度。
- 分析课堂观察记录，评估教学方法的适用性和教学效果，识别需要改进的地方。
5. 教师评价与反馈：针对学生在课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试、作业完成情况等方面的表现，给予具体的评价和反馈。对于学生的优点给予肯定和鼓励，对于存在的不足提出改进建议，帮助学生进一步提高学习效果。
目标： 培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与行星运动相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
5. 课堂展示与点评（15分钟）
目标： 锻炼学生的表达能力，同时加深全班对行星运动和万有引力定律的认识和理解。
④ 宇宙航行的基本概念和挑战：宇宙航行需要考虑万有引力、行星运动等物理规律，以及宇宙中的其他因素，如宇宙射线、黑洞等。宇宙航行面临着巨大的距离、极端的环境、能源供应等挑战。
2. 板书设计词、句：
① 万有引力定律：神秘的宇宙相互作用力
② 开普勒定律：行星运动的三大定律，揭示行星运动的奥秘
③ 万有引力定律在行星运动中的应用：行星运动的幕后推手
3. 科学态度与价值观：通过学习行星运动的规律和万有引力定律的应用，教师引导学生认识到科学的本质是探索和追求真理，培养他们的科学态度和价值观。同时，通过介绍科学家们的研究成果，激发学生对科学的兴趣和好奇心，培养他们的科学情感。
三、教学难点与重点
人教版高中物理新教材必修第二册第7章-万有引力与宇宙航行-教案
星环绕天体表面运动的周期 T,就可估测出
中心天体的密度.
75
7.
4 宇宙航行
宇宙
数值
速度
(
km/
s)
意义
是人造地球卫星的最
第一宇宙速
度(环绕速度)
小发 射 速 度,也 是 人
7.
9
造地球卫星绕地球做
圆周运动的最大运行
速度.
第二宇宙速
度(脱离速度)
第三宇宙速
度(逃逸速度)
使物体挣脱地球引力
11.
v
m
r
2
v2
m
Mm
G 2 =man = r
r
mrω2
4π2
m 2r
T
2.天体表面问题
不计天体自转的影响,在 天 体 表 面 上 的
物体受 到 的 重 力 近 似 等 于 其 所 受 的 万 有 引
力,即 mg=G
速度g 时使用).其中 M 为该天体的质量,
R
为该天体的半径,
g 为相应天体表面的重力加
Mm
=m
r2
v2
4π2
v2r ω2r3
=mω2r=m 2r,可得 M =
=
=
r
G
G
T
4π2r3
,
可知已知核心舱的质量和绕地半径、已
GT2
知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱
6)绕 行 方 向 一 定:与 地 球 自 转 的 方 向
一致.
7.
5 相对论时空观和牛顿力学的局限
一 经典时空观
(
1)在经典力学中,物体的质量是不随速
度的改变而改变的.
假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行,其周期也
人教版高中物理全套教案和导学案6-11万有引力与航天--行星的运动
过程与方法
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．
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．
(1)它们的轨道半径的比为( )
A．2：1B．4：1 C．8：1 D．1：4
(2)两行星的公转速度之比为( )
A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1
5．A、Bj两颗人造地球卫星质量之比为l：2，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为( )
A．1：2 B．1：4C．2 ：1 D．4：1
6、下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是()
9．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是，太阳处在所有；所有行星的轨道的半长轴的跟公转周期的的比值都相等．
10．两颗人造地球卫星A和B，A一昼夜绕地球转动nA圈，B一昼夜绕地球转动nB圈，那么A和B的运行轨道半径之比RA：RB＝．
11．若已知地球对它所有卫星的k值等于1.01×1013m3／s2，试求出月球运行的轨道半径．(月球绕地球运转的周期大约是27天)
12、地球公转运行的轨道半径 ，若把地球公转周期称为1年，那么土星运行的轨道半径 ，其周期多长？
引导2．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?
引导3．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?
第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在椭圆的一个上．
第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在扫过相等的．
开普勒第三定律：3．所有行星的椭圆轨道的跟
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行星的运动教学设计
教学过程一．导入新课：
不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运
行的轨道有怎样的特点?行星绕太阳运行的周期
与距离太阳的远近是否存在某种关系?
【教师提出问题】在古代，人们对于天体的运动
存在着地心说和日心说两种对立的看法。
地心说
认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、
月球以及其他星体都绕地球运动。
它符合人们的
直接经验。
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，似乎与人们的生活
经验不相符经过长期论争，日心说战胜了地心
说，最终被接受。
无论地心说还是日心说，古人
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。
行星运动
果真如此吗?
讲授新课：
（1）开普勒定律
【教师引导】德国天文学家开普勒用20年的时
间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发
现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所
得的数据与观测数据不符;只有假设行星绕太阳
学生观察图片思考讨论
学生经过老师引导，思考
行星绕太阳运动的轨道
通过生活中常
见知识，激发
学生的学习兴
趣，引出本节
课题
通过联系之前
已知的知识，
运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。
他还发现了行星运动的其他规律。
开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的下列规律，后人称为开普勒行星运动定律。
【教师补充】开普勒第一定律内容：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。
【思考与讨论】开普勒第一定律告诉我们:行星绕太阳运行的轨道严格来说不是圆而是椭圆;太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上;行星与太阳间的距离是不断变化的。
【学生实践】
可以用一条细绳和两只图打来画椭圆。
如
图，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。
把细绳的两端系在图打上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态。
铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点。
保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？焦点重合时，半长轴转变为什么？需要学生动手实践
思考行星运动
的规律
锻炼学生的动
手的能力
【教师补充】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的时间内扫过的面
积相等。
开普勒第三定律所有行星轨道的半长轴的三次
方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
【教师引导思考】开普勒三定律如何解读，如何
理解？三个定律各自适合什么情况解决问题？
【学生讨论】小组讨论，发言
【教师总结】开普勒第一定律指明了太阳的位置
和行星轨道的特点；开普勒第二定律揭示了同
一行星在距太阳不同距离时运动快慢的规律；开
普勒第三定律揭示了不同行星运动的周期规律。
开普勒行星运动定律不仅适用于行星围绕
太阳运转，也适用于卫星绕行星运转。
在开普勒
第三定律中，同一天体系统中k值相等,但在不
同的天体系统中，k值不相等，k值的大小由系
统的中心天体决定。
【教师补充】实际上，行星的轨道与圆十分接近，
在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。
这样
就可以说:
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。
小组间讨论开普勒三定律
内容，并且用物理知识解
答说明
理解开普勒定
律的内容，了
3、所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周
期T的二次方的比值都相等，即k
T
2
3
r。
（2）对开普勒行星运动定律的理解
【分析思考】从空间分布方面分析思考开普勒第
一定律如何解决天体运动问题？
【教师总结】从空间分布认识开普勒第一定律：
(1)各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但是太阳
总处在所有轨道的一个共同焦点上。
(2)不同行星轨道的半长轴是不同的。
(3)行星的椭圆轨道都很接近圆，中学阶段在分
析处理天体运动问题时，可以将行星轨道作为圆
来处理。
这是一种突出主要因素、忽略次要因素
的理想化方法，是研究物理问题的常用方法。
【教师提问】开普勒第二定律如何从速度大小变
化方面分析？如图所示，可以根据图示分析。
【教师引导】认识开普勒第三定律的表达式，其
中的k是常量，与什么因素有关？
【教师总结】从速度大小变化认识开普勒第二定
律：如图，行星沿椭圆轨道运行，太阳位于椭圆
通过思考与讨论，正确的
认识开普勒三大定律的内
容
解定律适用条
件
引导学生自主
总结开普勒定
律适用情况
D.卫星围绕行星运动不满足开普勒第三定律
答案：C
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.太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动
C.地球是绕太阳运动的一颗行星
D.日心说和地心说都是与事实不吻合
答案：CD
3、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点的大，则太阳是位于（）
A．F1 B．F2 C．A D．B 答案：A
4、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是
( )
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C.离太阳越近的行星的运动周期越长
D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
答案：D
5、如图所示为中国首颗量子科学实验卫星“墨学生练习
巩固本节知识
子号”绕地球E 运动的椭圆轨道,地球E 位于椭圆的一个焦点上。
轨道上标记了“墨子号”卫星经过相等时间间隔(/14t T ∆=,T 为运行周期)的位置。
如果作用在卫星上的力只有地球E 对卫星的万有引力,则下列说法正确的是( )
A.阴影部分面积
12
S S >
B.卫星在A 点的速度小于在B 点的速度
C.23
T Ca =,其中C 为常量,a 为椭圆半长轴
D.2
3
T C b '=，,其中C '为常量,b 为椭圆半短轴
答案：C
学生练习
巩固本节知识
板书设计
§7.1 行星的运动
一、日心说，地心说 二、开普勒定律
1、开普勒第一定律
2、开普勒第二定律
3、开普勒第三定律 三、对于开普勒定律的理解
1、从空间分布认识开普勒第一定律
2、从速度大小变化认识开普勒第二定律
3、开普勒第三定律
教学后
引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行。