物理行星運動公式物理教案

1、第5頁 共5頁物理行星運動公式物理教案教學目的知識目的1、理解“地心說”和“日心說”兩種不同學說的建立和開展過程；2、開普勒對行星運動的描繪；才能目的1、培養(yǎng)學生在客觀事實的根底上通過分析p 、推理，提出科學假設，再經過實驗檢驗的正確認識事物本質的思維方法。2、通過學習，培養(yǎng)學生擅長觀察、擅長考慮、擅長動手的才能。德育目的1、通過開普勒運動定律的建立過程,浸透科學發(fā)現(xiàn)的方法論教育、建立科學的宇宙觀。2、激發(fā)學生熱愛科學、探究真理的求知熱情。教學重點“日心說”的建立過程和行星運動的規(guī)律教學難點學生對天體的運動缺乏感性認識，和開普勒如何確定行星的運動規(guī)律的。教學方法1、“日心說”的建立的教學采用比

2、照、反證及講授法。2、行星的運動規(guī)律的建立采用掛圖、放錄像資料或用CAI課件模擬行星的運動情況。教學用具行星運動的掛圖、資料片、投影儀和投影片。課時安排1課時教學步驟導入新課在浩瀚的宇宙中有著無數(shù)大小不一，形態(tài)各異的天體，如太陽、地球、月亮、星星等等。這些天體是如何運動的呢？人類最初是通過直接的感性認識以及受宗教的影響，建立了“地心說”，但后來，第谷等科學家通過長期觀測，記錄了大量的觀測數(shù)據(jù)，對地心說進展挑戰(zhàn)，哥白尼在些根底上提出了“日心說”，“日心說”認為太陽是宇宙的中心，其他天體包括地球都繞太陽作勻速圓周運動。“日心說”雖在“地心說”的根底上前進了一大步，但“日心說”解釋行星運動時與實際觀

3、測的結果仍有一定的誤差，最終開普勒通過計算，確立了行星運動的正確圖景：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上，所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。開普勒對行星運動的描繪，為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律奠定了重要的根底。新課教學一用投影片出示本節(jié)課的學習目的：理解“地心說”和“日心說”兩種不同學說的建立和開展過程；知道開普勒對行星運動的描繪；二學習目的完成過程：1、“地心說”和“日心說”的開展過程：我們生活在地球上，地球是浩瀚宇宙中無數(shù)星球中的一個，這些星球是如何運動的呢？在古代，人們認為地球是靜止不動的，太陽、月亮及其它行星都圍繞著地球運動，這就是

4、“地心說”?！暗匦恼f”符合人們的日常經歷，也符合宗教神學關于地球是宇宙中心的說法。但隨著世界航海事業(yè)的開展，人們希望借助星星的位置為船隊導航，因此對行星的運動觀測越來越準確，由大量的觀測數(shù)據(jù)說明，用托勒密的“地心說”模型很難得出完美的解答，當時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經使不少人相信地球并不是一個平臺，而是一個球體，哥白尼就開始推測是不是地球每天都圍繞自己的軸線旋轉一周呢？他假想地球并不是宇宙的中心，它與其他行星都是圍繞著太陽在作勻速圓周運動的。這個模型稱為“日心說”，用“日心說”可以較好地和觀測數(shù)據(jù)相符合，但是哥白尼思想很晚才為人們所承受，他的著作發(fā)表后，幾乎在一個世紀中完全被人們所無視，

5、主要原因是：1在他們的著作中，“日心說”只是一個“假設”，假設用這個“假設”，行星運動的計算比“地心說”容易得多。2當時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中，一個人的科學見解可能會成為判斷其是否忠誠的試金石。3在哥白尼的著作中有一些很不準確的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計算結果不能很好地與行星位置的觀測結果相符合，4最后，甚至于連哥白尼本人也認為必須把托勒密的“本輪”的思想引進他的模型中。丹麥物理學家開普勒繼承和總結了他的導師第谷的全部觀測資料，他花了幾年時間一遍一遍地進展數(shù)學計算，通過計算，他感到哥白尼的“日心說”是正確的，并且把行星運動的軌跡修改為橢圓，他的發(fā)現(xiàn)可以歸結為行星運動三大定律，這

6、些經歷定律準確地與觀測數(shù)據(jù)相符，因此被人們承受。2、開普勒行星運動定律開普勒關于行星運動的描繪可以表述為三大定律，我們主要是介紹第一定律和第三定律。開普勒第一定律：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。由于行星的運動軌跡不是正圓，因此它與太陽的間隔 一直都在改變，有時它向太陽_攏，而有時那么向遠離太陽的方向遨游。在整個運動過程中，它的速度大小和方向是不斷改變的。開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。雖然每個行星的橢圓軌道各有一個，但它們運動的軌道的斗半長軸的三次方跟公轉周期平方的比值都是一樣的，我們用R代表橢圓軌道的半長軸，

7、T代表公轉周期，經歷公式表述為：比值k是一個與行星本身無關的物理量，由這個定律我們知道，離太陽最近的行星水星的運動周期最水為88天，我們生活的地球的運轉周期約為365天。穩(wěn)固訓練假設我們用天文望遠鏡觀察一年中不同時期火星的位置，并且將這些位置連線，請你想像將會是怎樣的一條線呢？火星的周期為787天。小結本節(jié)課我們學習了行星的運動，理解了人類對行星運動的探究和認識的過程，知道了所有行星都是沿橢圓軌道繞太陽運動的，并且符合公式：應該說明的是：1行星繞太陽運動都符合：如對地球和木星比較，就有：但月球人造衛(wèi)星以及其它行星的衛(wèi)星并不是主要繞太陽運動的，它們和行星的運動比較，就有：2對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運動規(guī)律：如月球和各人造衛(wèi)星同步，就符合這一規(guī)律，但k是與k不同的量，這一點我們在學完這一章后將可以證明。作業(yè)1、閱讀課本P111閱讀材料“行星、恒星、星系和宇宙”2、太陽系中有九大行星