第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)

1、孝義市實(shí)驗(yàn)中學(xué)教案 備課人 ： _年_月_日科目物理單元六總課時(shí)： 1 第 1 課時(shí)課題第一節(jié) 行星的運(yùn)動(dòng)教材分析首先展示天體運(yùn)動(dòng)和深邃天空?qǐng)D片，讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)，使他們產(chǎn)生好奇心并激發(fā)濃厚興趣。新課教學(xué)，重點(diǎn)是開(kāi)普勒三大定律，通過(guò)動(dòng)畫(huà)講解行星運(yùn)動(dòng)的三大定律的內(nèi)容。再結(jié)合數(shù)學(xué)中橢圓的概念，以動(dòng)畫(huà)畫(huà)圖的形式增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和定律的理解。最后學(xué)生自主訓(xùn)練理解行星運(yùn)動(dòng)三大定律。學(xué)情分析對(duì)于開(kāi)普勒三大定律，同學(xué)們理解起來(lái)比較困難，本節(jié)課充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)：用動(dòng)畫(huà)直觀演示，讓學(xué)生一看就能理解。再利用數(shù)學(xué)橢圓知識(shí)和比例法的教學(xué)方法突破教學(xué)難點(diǎn)，這樣既提高了課堂效率，又激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。最后

2、，學(xué)以致用，讓學(xué)生及時(shí)訓(xùn)練反饋教學(xué)效果。三維教學(xué)目標(biāo)知識(shí)1、了解“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”兩種不同的觀點(diǎn)及發(fā)展過(guò)程；2、知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述；3、知道天體運(yùn)動(dòng)的近似處理方法能力1、培養(yǎng)學(xué)生在客觀事物的基礎(chǔ)上通過(guò)分析、推理提出科學(xué)假設(shè)，再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的正確認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的思維方法； 2、通過(guò)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于思考和提高實(shí)際應(yīng)用的能力；情感1、通過(guò)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的建立過(guò)程，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育，建立科學(xué)的宇宙觀和價(jià)值觀； 2、激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、探索真理的求知熱情；重點(diǎn)1、“日心說(shuō)”的建立過(guò)程。2、行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。難點(diǎn)1、學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)缺乏感性認(rèn)識(shí)。2、 開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。

3、學(xué)法指導(dǎo)教師啟發(fā)、引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)法、歸納法、 討論、交流教具準(zhǔn)備多媒體課件、掛圖、細(xì)繩教 學(xué) 過(guò) 程課堂整體構(gòu)思設(shè)計(jì)教 學(xué) 過(guò) 程（教學(xué)環(huán)節(jié)、教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)）設(shè)計(jì)意圖及教學(xué)補(bǔ)充【教學(xué)過(guò)程】：(一)引入新課：在浩瀚的宇宙中有著無(wú)數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星日出日落，斗專星移，各種天體都在不停地運(yùn)動(dòng)，我們知道：月亮繞著地球轉(zhuǎn)，地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，地球在公轉(zhuǎn)的同時(shí)還在自轉(zhuǎn)，天體的運(yùn)動(dòng)遵循著什么樣的規(guī)律？關(guān)于不同星體的運(yùn)動(dòng)，有地心說(shuō)和日心說(shuō)，我們知道地心說(shuō)是錯(cuò)誤的，那么日心說(shuō)是否就完美無(wú)缺呢？行星是否在做完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)呢？“坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”。由這些無(wú)數(shù)天

4、體組成的廣衰無(wú)垠的宇宙始終是人們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域 (二)新課教學(xué)：宇宙中有無(wú)數(shù)大小不同，形態(tài)各異的天體，由這些天體組成的神秘的宇宙始終是人們渴望了解的領(lǐng)域，人們認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)圍繞“天體怎樣運(yùn)動(dòng)？”和“天體為什么這樣運(yùn)動(dòng)？”兩個(gè)基本問(wèn)題進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索研究，提出了很多觀點(diǎn)。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們應(yīng)了解這些觀點(diǎn)，知道行星如何運(yùn)動(dòng)。一、行星運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)1、地心說(shuō) 地心說(shuō)的代表人物是亞里士多德和托勒玫。他們從人們的日常經(jīng)驗(yàn)（太陽(yáng)從東邊升起，西邊落下）提出地心說(shuō)，認(rèn)為地球是宇宙的中心，并且靜止不動(dòng)，所有行星圍繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)。 地心說(shuō)比較符合當(dāng)時(shí)人們的經(jīng)驗(yàn)和宗教神學(xué)的思想，成為神學(xué)的信條，被人們信

5、奉了一千多年，但它所描述的天體運(yùn)動(dòng)，不僅復(fù)雜而且以此為依據(jù)所得的歷法與實(shí)際差異很大。2、日心說(shuō)日心說(shuō)的代表人物是哥白尼，他在天體運(yùn)行論一書(shū)中，對(duì)日心說(shuō)進(jìn)行了具體的論述和數(shù)學(xué)論證。認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到了一個(gè)普通的行星的位置。行星運(yùn)動(dòng)的描述顯得更簡(jiǎn)單、更科學(xué)。日心說(shuō)使科學(xué)從神學(xué)中解放出來(lái)，戰(zhàn)勝了地心說(shuō)，逐漸被人們接受。孝義市實(shí)驗(yàn)中學(xué)教案教 學(xué) 過(guò) 程（教學(xué)環(huán)節(jié)、教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)）設(shè)計(jì)意圖及教學(xué)補(bǔ)充但哥白尼固守天體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)思想，追求數(shù)的和諧與美，他的天體運(yùn)動(dòng)模型缺乏深入的物理思考，實(shí)際上是一個(gè)數(shù)學(xué)模型。二 、 丹麥天文學(xué)家第谷

6、開(kāi)普勒三定律（學(xué)生閱讀課本，了解開(kāi)普勒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，并標(biāo)記開(kāi)普勒三大定律的內(nèi)容，教師講解并得出開(kāi)普勒定律）丹麥天文學(xué)家第谷認(rèn)為，要認(rèn)識(shí)行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，需要積累高度精確的觀測(cè)資料，他連續(xù)二十年，對(duì)行星的位置進(jìn)行了精確的測(cè)量，但是沒(méi)有得到結(jié)果，但是他積累大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。在第谷去世后，他的助手德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒（ 15711630）在最初研究他的導(dǎo)師第谷所記錄的數(shù)據(jù)時(shí)，也是以行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來(lái)思考問(wèn)題的，但是所得結(jié)果卻與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)至少有8/的角度誤差當(dāng)時(shí)公認(rèn)的第谷的觀測(cè)誤差不超過(guò)2/，開(kāi)普勒想，這不容忽視的8/也許是因?yàn)槿藗冋J(rèn)為行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所造成的至此，人們長(zhǎng)期以來(lái)視

7、為真理的觀念天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，第一次受到了懷疑后來(lái)開(kāi)普勒又仔細(xì)研究了第谷的觀測(cè)資料，經(jīng)過(guò)四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于發(fā)現(xiàn)：板書(shū)：開(kāi)普勒第一定律： 所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。解釋：這是（重點(diǎn)和易忽略點(diǎn)）開(kāi)普勒地一定律（也叫軌道定律）說(shuō)明了各行星運(yùn)動(dòng)軌道的形狀并不是地心說(shuō)和日心說(shuō)中提到的圓，而是橢圓，是開(kāi)普勒根據(jù)第谷觀察火星所得數(shù)據(jù)加以演算得到的，各教 學(xué) 過(guò) 程（教學(xué)環(huán)節(jié)、教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)）設(shè)計(jì)意圖及教學(xué)補(bǔ)充ttV小V大大行星軌道是橢圓形狀也不盡相同，即半長(zhǎng)軸是不同的，但這些橢圓卻有個(gè)共同的焦點(diǎn)，太陽(yáng)正好在這個(gè)公共焦點(diǎn)上。板書(shū)：開(kāi)

8、普勒第二定律： 對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。解釋：這是重點(diǎn)，開(kāi)普勒第二定律（也叫面積定律），說(shuō)明每一行星的矢徑（太陽(yáng)和行星的連線）經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間掃過(guò)的面積相等，顯然行星運(yùn)動(dòng)的線速度大小在軌道上各點(diǎn)是不相同的。行星在軌道上離太陽(yáng)最近的地方叫近日點(diǎn)，它經(jīng)過(guò)該點(diǎn)時(shí)速度最大；在軌道上離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的地方叫遠(yuǎn)日點(diǎn)，行星經(jīng)過(guò)該點(diǎn)時(shí)速度最?。ń拯c(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)分別在軌道橢圓長(zhǎng)軸的兩端）利用開(kāi)普勒第二定律可以定性地解釋行星在軌道上運(yùn)動(dòng)的快慢和一些天文現(xiàn)象。（近日點(diǎn)速度大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速度?。┌鍟?shū)：開(kāi)普勒第三定律： 所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。講授：開(kāi)普

9、勒第三定律（也叫周期定律）是說(shuō)所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等，若用R代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，由上面的敘述可知R3/ T2k 比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量注釋：對(duì)于此公式，常用來(lái)討論一些天體的運(yùn)動(dòng)周期和半長(zhǎng)軸的關(guān)系，是?？键c(diǎn)，需引起重視。開(kāi)普勒定律不僅適用行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，也適用衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，只不過(guò)R3/ T2k中K的值是不同的，做題過(guò)程中必須注意。開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題上有了依據(jù)，更澄清了人們多年來(lái)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，所以中學(xué)階段的研究通常把行星

10、的 軌道按圓周處理。對(duì)于此近似處理，只是為了計(jì)算、研究方便，不能由此說(shuō)行星是在做圓周孝義市實(shí)驗(yàn)中學(xué)教案教 學(xué) 過(guò) 程（教學(xué)環(huán)節(jié)、教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)）設(shè)計(jì)意圖及教學(xué)補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)，此處是理解這個(gè)問(wèn)題最易出錯(cuò)的地方。補(bǔ)充：例題分析： 例1、海王星的公轉(zhuǎn)周期約為5.19109s，地球的公轉(zhuǎn)周期為3.16107s，則海王星與太陽(yáng)的平均距離約為地球與太陽(yáng)的平均距離的多少倍？解：由開(kāi)普勒第三定律可得： ， 例2、某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的，則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是： A14天之間 B48天之間 C816天之間 D1620天之間解：由開(kāi)普勒第三定律可得： ， 而天， 則天 答案