人教版(新教材)高中物理必修2精品学案：第1节 行星的运动
高中物理人教版必修2教案-1._行星的运动_教学设计_教案_2
教学准备
1. 教学目标
【教学目标】
一、知识目标
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、能力目标
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；
3．通过体验性活动提高学生实践的意识。
三、德育目标
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。
2. 教学重点/难点
【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。
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
课堂小结
【小结】
通过本节课的学习，我们了解和知道了：
1．“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程。
2．行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系举R3/T2=K(K是与行星无关的量)。
3．大行星绕太阳的运动可近似看做匀速圆周运动。
高中物理 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动教案 新人教版必修2
第一节行星的运动课时：一课时教师：教学目标三个维度的教学目标具体为：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)知道所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方跟周期的二次方的比值相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．过程与方法(1)理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的；(2)了解科学发现的艰辛，真理是来之不易的．情感、态度与价值观通过教学活动，使同学们感受到科学探索的乐趣与科学探究方法的魅力，树立为科学献身的远大理想．重点与难点重点是开普勒关于行星运动的描述，难点是体验和理解把实验归纳和数学演绎结合起来研究问题的科学方法．教学用具多媒体课件、实物投影仪、木板、白纸、棉线．教学过程：二个视频、〔导入新课〕学生齐读P31页二自然段自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的现象吸引了无数智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘．我们的祖先发现，大多数星星的相互位置几乎是固定的，几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”，然而，水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景下移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以把它们叫“行星”．认识宇宙要从行星开始．新课教学：一、古人对天体运动的看法及发展过程？1、古代人们对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说争论的结果是什么？科学的足迹1、地心说代表人物：托勒密观点：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、日心说代表人物：哥白尼：拦住了太阳，推动了地球。
观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
3、日心说的进一步完善（1）天才观察者：第谷·布拉赫把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/(2) 开普勒：真理超出希望开普勒行星运动三定律[探究1]行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？圆？年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21春92天夏94天秋89天冬90天秋冬两季比春夏两季时间短第谷（丹麦）二十年的精心观测开普勒（德国）潜心研究 8分的误差四年多的刻苦计算否定19 种假设行星轨道为椭圆假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，得从秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。
人教版高中物理必修二第一节 行星的运动优质教案
第一节行星的运动教学目标：1、了解日心说和地心说两种不同的观点。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
重难点：掌握天体运动的演变过程熟记开普勒三定律引入：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。
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。
古代的两种学说都不完善，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地心说和日心说的共同点：天体的运动都是匀速圆周运动。
三、第谷的观测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四、探究1:行星运动的轨道年份春分夏至秋分冬至2004 3/21 6/21 9/22 12/222005 3/21 6/21 9/22 12/22 冬至夏至2006 3/21 6/21 9/23 12/2192天94天89天90天春分小结：行星运动的轨道不是圆周运动提出猜想：那么行星运动的轨道是什么样的呢？五、分组实验(体验椭圆)实验准备:两人一组、木板、图钉、线、笔、白纸小结：两个图钉位置靠的越近，椭圆就越接近于圆六、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。
人教版(新教材)高中物理必修2精品学案：第1节 行星的运动
第1节行星的运动一、地心说与日心说1.地心说：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。
2.日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
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、最和谐的匀速圆周运动，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。
『判一判』判断下列说法的正误(1)地球是整个宇宙的中心，其他天体都绕地球运动。
(×)(2)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。
(×)(3)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球运动。
(×)二、开普勒定律1.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。
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面积相等。
当行星离太阳较近的时候，运行速度较大，而离太阳较远的时候速度较小。
3.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。
公式为：a3T2＝k。
比值k是一个对所有行星都相同的常量。
三、行星运动的近似处理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r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即r3T2＝k。
『做一做』(多选)(2020·石家庄精英中学高一月考)关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是()A.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B.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等C.表达式R3T2＝k，k与中心天体有关D.表达式R3T2＝k，T代表行星运动的公转周期『解析』根据开普勒第一定律可知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，故A正确；根据开普勒第二定律可知，当地球离太阳较近时，运行速率较大，离太阳较远时，运行速率较小，故B错误；根据开普勒第三定律可知表达式R3T2＝k，k与中心天体有关，T代表行星运动的公转周期，故C、D正确。
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。
高中物理 6.2《行星的运动》教学设计2 新人教版必修2
第1节行星的运动新课教学（一）用投影片出示本节课的学习目标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.（二）学习目标完成过程1.“地心说”和“日心说”的发展过程在浩瀚的宇宙中，存在着无数大小不一、形态各异的星球，而这些天体是如何运动的呢？在古代，人类最初通过直接的感性认识，建立了“地心说”的观点，认为地球是静止不动的，而太阳和月亮绕地球而转动.因为“地心说”比较符合人们的日常经验，太阳总是从东边升起，从西边落下，好像太阳绕地球转动.正好，“地心说”的观点也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以“地心说”统治了人们很长时间.但是随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了.随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确.再加上第谷等科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答.当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体，哥白尼就开始推测是不是地球每天围绕自己的轴线旋转一周呢？他假设地球并不是宇宙的中心，它与其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.这就是“日心说”的模型.用“日心说”能较好地和观测的数据相符合，但它的思想几乎在一个世纪中被忽略，很晚才被人们接受.原因有：（1）“日心说”只是一个假设.利用这个“假设”，行星运动的计算比“地心说”容易得多.但著作中有很不精确的数据.根据这些数据得出的结果不能很好地跟行星位置的观测结果相符合.（2）当时的欧洲的统治者还是教会，把哥白尼的学说称为“异端学说”，因为它不符合教会的利益.致使这个正确的观点被推迟一个世纪才被人们所接受.德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′.开普勒想，很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动三定律.同学们，前人的这种对问题的一丝不苟、孜孜以求的精神值得大家学习.我们对待学习更应该是脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质，来实现你的人生价值.2.开普勒行星运动规律（1）出示行星运动的挂图边看边介绍，让学生对行星运动有一个简单的感性认识.（2）放有关行星运动的录像录像的效果很好，很直观，让同学能看到三维的立体画面，让同学们的感性认识又提高一步.（3）开普勒行星运动的规律开普勒关于行星运动的描述可表述为三定律.我们主要介绍开普勒第一定律和第三定律.（4）所有的行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上.这就是开普勒第一定律.行星运动的轨道不是正圆，行星与太阳的距离一直在变.有时远离太阳，有时靠近太阳.它的速度的大小、方向时刻在改变.示意图如下：板书：开普勒第一定律：所有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.（5）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.这是开普勒第三定律.每个行星的椭圆轨道只有一个，但是它们运动的轨道的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值是相等的.我们用R表示椭圆的半长轴，T代表公转周期，表达式可为：显然K是一个与行星本身无关的量，同学们想一想，K有可能与什么有关呢？同学们开始讨论、猜想.都围绕太阳运转，只与中心体有关的一个值了.板书：开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的三次方的比值都是相同的.表达式：（R表示椭圆的半长轴，T表示公转周期）（6）同学们知道现在我们已经发现太阳周围有几颗行星了吗？分别是什么？学生回答：金、木、水、火、土、地球、天王星、海王星、冥王星.评价：（回答的很好），那同学们知道哪颗行星离太阳最近？同学回答：水星.老师提问：水星绕太阳运转的周期多大？一般学生不知道.老师告诉学生：水星绕太阳一周需88天.老师提问：我们生活的地球呢？同学们踊跃回答：约365天.3.补充说明（1）开普勒第三定律对所有行星都适合.（2）对于同一颗行星的卫星，也符合这个运动规律.比如绕地球运行的月球与人造卫星，就符合这一定律（K′与行星绕太阳的K值不同，中心体变，K值改变）4、小结通过本节课的学习，我们了解和知道了：1.“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程.2.行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系（K是与行星无关的量）.3.行星绕太阳的椭圆的半长轴R3与周期T2的比值为K，还知道对一个行星的不同卫星，它们也符合这个运行规律，即(K与K′是不同的).5、板书设计行星的运动.6.作业：阅读课文深入了解天体的运动规律完成P36练习题。
高中物理 必修二 第6章 第一节 行星的运动学案 新人教版必修2
第一节行星的运动一、两种学说二、开普勒行星运动定律三、开普勒行星运动定律的实际应用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，它绕太阳转动的角速度(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比值都相等．行星运动的模型一、模型特点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，它绕太阳运动的角速度(或环绕速度大小)不变，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相同．若用r表示轨道半径，T表示公转周期，则r3T2＝k.二、典例剖析飞船沿半径为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，从而使飞船沿着地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，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点所需的时间．解析：由开普勒第三定律知，飞船绕地球做圆周(半长轴和半短轴相等的特殊椭圆)运动时，其轨道半径的三次方跟周期的平方的比值，等于飞船绕地球沿椭圆轨道运动时其半长轴的三次方跟周期平方的比值．飞船椭圆轨道的半长轴为r＋r02，设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′，则有r3T2＝（r＋r0）38T′2.而飞船从A到B点所需的时间为：t＝T′2＝28⎝⎛⎭⎫1＋r0r32·T.答案：28⎝⎛⎭⎫1＋r0r32·T1．关于太阳系中各行星的轨道，以下说法不正确的是(B) A．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆C．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D．不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同2．行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么它运动周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常量，设T2r3＝k，则常量k的大小(A)A．只与恒星的质量有关B．与恒星的质量及行星的质量有关C．只与行星的质量有关D．与恒星的质量及行星的速度有关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)A．F2 B．AC．F1 D．B4．(多选)两个小行星都绕太阳做圆周运动，其周期分别是T、3T，则(BC)A．它们轨道半径之比为1∶3B．它们轨道半径之比为1∶39C．它们运动的速度之比为33∶1D．以上选项都不对一、选择题1．关于行星的运动，以下说法正确的是(BD)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．水星的半长轴最短，公转周期最长D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长2．太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为 1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为(B)A.1.2亿千米B．2.3亿千米 C．4.6亿千米 D．6.9亿千米3．两颗行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2，则它们的公转周期之比为(C)A.r1r2B.r31r32C.r31r32D．无法确定解析：由开普勒第三定律可知：r31T21＝r32T22，解得T1T2＝r31r32，故C正确．4．太阳系中有两颗行星，它们绕太阳运转周期之比为8∶1，则两行星的公转速度之比为(C) A．2∶1 B．4∶1 C．1∶2 D．1∶4解析：由开普勒第三定律R31T21＝R32T22，解得R1R2＝3T21T22＝41.由v＝2πRT得v1v2＝R1R2·T2T1＝41×18＝12，故C正确．5．关于天体运动，下列说法中正确的是(D)A．天体的运动与地面上物体的运动所遵循的规律是不同的B．天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动C．太阳东升西落，所以太阳绕地球运动D．太阳系的所有行星都围绕太阳运动6．据新华社2011年5月15日电，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象. 关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是(BC)A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道不相同C．离太阳越近的行星，其公转周期越小D．离太阳越远的行星，其公转周期越小二、非选择题7．地球绕太阳运行的半长轴为1.50×1011 m，周期为365天；地球同步卫星绕地球运行的轨道半长轴为4.24×107 m，周期为1天，则对于绕太阳运行的行星，k s的值为________m3/s2；对于绕地球运行的卫星，k e 的值为________m 3/s 2.解析：根据地球绕着太阳运行的参数得：k s ＝（1.5×1011）3（365×24×3 600）2 m 3/s 2≈3.4×1018m 3/s 2.根据同步卫星绕着地球运行的参数求出：k e ＝（4.24×107）3（24×3 600）2 m 3/s 2≈1.0×1013m 3/s 2.答案：3.4×10181.0×10138．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为r 1和r 2.如果m 1＝2m 2，r 1＝4r 2，求它们的运行周期之比T 1∶T 2.解析：由开普勒第三定律r 3T 2＝k 知r 31T 21＝r 32T 22.即⎝⎛⎭⎫T 1T 22＝⎝⎛⎭⎫r 1r 23＝43，所以T 1T 2＝81，其比值与质量无关．答案：8∶19．木星绕太阳运动的周期为地球绕太阳运动周期的12倍，那么，木星绕太阳运动轨道的半长轴是地球绕太阳运动轨道的半长轴的多少倍？解析：设木星、地球绕太阳运动的周期分别为T 1、T 2，它们轨道的半长轴分别为a 1、a 2，根据开普勒第三定律得a 31T 21＝a 32T 22，则a 1a 2＝3T 21T 22＝3122≈5.24，所以a 1＝5.24a 2.即木星绕太阳运动轨道的半长轴约为地球绕太阳运动轨道的半长轴的5.24倍．答案：5.24倍。
高中物理 第六章 第一节 行星的运动教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
第一节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、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．〔二〕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．〔三〕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．教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用.教学方法：讲授法教学过程：〔一〕引入新课宇宙中有无数大小不同，形态各异的天体，由这些天体组成的神秘的宇宙始终是人们渴望了解的领域，人们认识天体运动围绕“天体怎样运动？〞和“天体为什么这样运动？〞两个基本问题进行了长期的探索研究，提出了很多观点。
通过本节的学习，我们应了解这些观点，知道行星如何运动。
〔二〕新课教学一、行星运动的两种学说1、地心说地心说的代表人物是亚里士多德和托勒玫。
他们从人们的日常经验〔太阳从东边升起，西边落下〕提出地心说，认为地球是宇宙的中心，并且静止不动，所有行星围绕地球作圆周运动。
地心说比较符合当时人们的经验和某某神学的思想，成为神学的信条，被人们信奉了一千多年，但它所描述的天体运动，不仅复杂而且以此为依据所得的历法与实际差异很大。
2、日心说日心说的代表人物是哥白尼，他在《天体运行论》一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。
认为太阳是静止不动的，地球和其他行星围绕太阳运动。
把地球从天体运动的中心位置移到了一个普通的行星的位置。
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第1节行星的运动一、地心说与日心说1.地心说：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。
2.日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
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、最和谐的匀速圆周运动，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。
『判一判』判断下列说法的正误(1)地球是整个宇宙的中心，其他天体都绕地球运动。
(×)(2)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。
(×)(3)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球运动。
(×)二、开普勒定律1.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。
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面积相等。
当行星离太阳较近的时候，运行速度较大，而离太阳较远的时候速度较小。
3.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。
公式为：a3T2＝k。
比值k是一个对所有行星都相同的常量。
三、行星运动的近似处理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r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即r3T2＝k。
『做一做』(多选)(2020·石家庄精英中学高一月考)关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是()A.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B.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等C.表达式R3T2＝k，k与中心天体有关D.表达式R3T2＝k，T代表行星运动的公转周期『解析』根据开普勒第一定律可知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，故A正确；根据开普勒第二定律可知，当地球离太阳较近时，运行速率较大，离太阳较远时，运行速率较小，故B错误；根据开普勒第三定律可知表达式R3T2＝k，k与中心天体有关，T代表行星运动的公转周期，故C、D正确。
『答案』ACD探究1开普勒三定律的理解1.开普勒第一定律解决了行星运动的轨道问题：行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，如图所示。
不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，但所有轨道都有一个共同的焦点——太阳。
开普勒第一定律又叫轨道定律。
2.开普勒第二定律比较了某个行星在椭圆轨道上不同位置的速度大小问题(1)如图所示，在相等的时间内，面积S A＝S B，这说明离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大。
开普勒第二定律又叫面积定律。
(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳最近、最远的点。
同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。
3.开普勒第三定律比较了不同行星周期的长短问题(1)如图所示，由a3T2＝k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长。
比值k是一个对所有行星都相同的常量。
开普勒第三定律也叫周期定律。
(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，对于地球卫星，常量k只与地球有关，而与卫星无关，也就是说k值大小由中心天体决定。
『例1』关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是()A.第谷总结出了行星按照椭圆轨道运动的规律B.开普勒在牛顿运动定律的基础上，导出了行星运动的规律C.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律D.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因『解析』开普勒在第谷观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿运动定律无联系，选项A、B错误，C正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，选项D错误。
『答案』C『针对训练1』火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知()A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积『解析』太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A项错误；火星与木星轨道不同，在运行时速度不可能始终相等，B项错误；“在相等的时间内，行星与太阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行星而言的，不同的行星，则不具有可比性，D项错误；根据开普勒第三定律知，对同一中心天体来说，行星公转半长轴的三次方与其周期的平方的比值为一定值，C项正确。
『答案』C探究2开普勒三定律的应用1.适用范围：天体的运动可近似看成匀速圆周运动，开普勒第三定律既适用于做椭圆运动的天体，也适用于做圆周运动的天体。
2.应用(1)知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。
反之，知道了行星绕太阳运行的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。
(2)知道了彗星的周期，就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴。
反之，知道了彗星的半长轴也可以求出彗星的周期。
3.k值：表达式a3T2＝k中的常数k，只与中心天体的质量有关。
如研究行星绕太阳运动时，常数k只与太阳的质量有关，研究卫星绕地球运动时，常数k只与地球的质量有关。
『例2』(多选)(2020·高台县一中高一期中)某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法正确的是()A.行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳在圆心上B.该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C.该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大D.行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的『解析』 行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，根据开普勒第二定律知，太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星在运行过程中，离太阳的距离不同，线速度大小不同，则A 错误，D 正确；对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，距离太阳越近，速度越大，该行星在a 点的速度比在b 、c 两点的速度都大，故B 正确；根据a ＝v 2r ，距离太阳越近，速度v 越大，r 越小，向心加速度越大，该行星在a 点的向心加速度比在b 、c 两点的都大，故C 正确。
『答案』 BCD『例3』 (多选)(2020·江西安福中学高一月考)如图所示，B 为绕地球沿椭圆轨道运动的卫星，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.a 3T 2B ＝r 3T 2C，该比值的大小与地球有关 D.a 3T 2B ≠r 3T 2C，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关『解析』 根据开普勒第一定律可知，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，故A 正确；卫星C 做匀速圆周运动，速度大小不变，根据开普勒第二定律可知，卫星B 做椭圆运动的速度大小时刻改变，近地点速度大，远地点速度小，故B 错误；根据开普勒第三定律a 3T 2＝k ，知a 3T 2B ＝r 3T 2C ，该比值的大小只与地球质量有关，与太阳无关，故C 正确，D 错误。
『答案』 AC『针对训练2』 (2020·石家庄精英中学高一月考)已知日地距离为R 0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则天王星与太阳的距离为()A.3T2T20R0 B.T3T30R0C.3T20T2R0 D.T30T3R0『解析』天王星和地球都绕太阳做圆周运动，根据开普勒第三定律R30T20＝R3T2，解得R＝3R30T20T2＝3T2T20R0，故A正确，B、C、D错误。
『答案』A1.(开普勒三定律的理解)(多选)关于太阳系中八大行星的运动，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，公转周期最大D.海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最长『解析』由a3T2＝k知，半长轴a越长，公转周期T越大，选项B、D正确。
『答案』BD2.(开普勒三定律的理解)(多选)关于开普勒行星运动的公式a3T2＝k，以下理解正确的是()A.k是一个与行星无关的量B.T表示行星运动的自转周期C.T表示行星运动的公转周期D.若地球绕太阳运行轨道的半长轴为a地、公转周期为T地，月球绕地球运行轨道的半长轴为a月、公转周期为T月，则a3地T2地＝a3月T2月『解析』开普勒第三定律公式a3T2＝k中的T是指行星的公转周期而不是自转周期，其中k 是由中心天体决定的，不同的中心天体k 值不同。
选项A 、C 正确。
『答案』 AC3.(开普勒三定律的应用)(2020·上海市高二期中)从开普勒第二定律，我们可知( )A.行星绕日运动的轨道是椭圆B.行星运动的速度是不变的C.任意一点速度方向与太阳的连线时刻垂直D.行星运动的速度在不同位置的快慢是不同的『解析』 行星绕日运动的轨道是椭圆是开普勒第一定律的内容，A 错误；开普勒第二定律内容为太阳系中太阳和运动中的行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，连线长度不相等，时间相等而扫过的面积相等，行星运行的速度大小一定不同，近日点运行速度大，远日点运行的速度小，B 错误，D 正确；行星的速度方向为轨迹的切线方向，切线方向与连线不是时刻垂直，切线方向与曲率半径垂直，C 错误。
『答案』 D4.(开普勒三定律的应用)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『解析』 由于r 卫＝19r 月，T 月＝27天，由开普勒第三定律r 3卫T 2卫＝r 3月T 2月，可得T 卫＝1天，故选项C 正确。
『答案』 C。