物理行星運(yùn)動(dòng)公式物理教案

1、第5頁 共5頁物理行星運(yùn)動(dòng)公式物理教案教學(xué)目的知識(shí)目的1、理解“地心說”和“日心說”兩種不同學(xué)說的建立和開展過程；2、開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描繪；才能目的1、培養(yǎng)學(xué)生在客觀事實(shí)的根底上通過分析p 、推理，提出科學(xué)假設(shè)，再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的正確認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的思維方法。2、通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生擅長(zhǎng)觀察、擅長(zhǎng)考慮、擅長(zhǎng)動(dòng)手的才能。德育目的1、通過開普勒運(yùn)動(dòng)定律的建立過程,浸透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育、建立科學(xué)的宇宙觀。2、激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探究真理的求知熱情。教學(xué)重點(diǎn)“日心說”的建立過程和行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)學(xué)生對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)缺乏感性認(rèn)識(shí)，和開普勒如何確定行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的。教學(xué)方法1、“日心說”的建立的教學(xué)采用比

2、照、反證及講授法。2、行星的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)情況。教學(xué)用具行星運(yùn)動(dòng)的掛圖、資料片、投影儀和投影片。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)步驟導(dǎo)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(yùn)動(dòng)的呢？人類最初是通過直接的感性認(rèn)識(shí)以及受宗教的影響，建立了“地心說”，但后來，第谷等科學(xué)家通過長(zhǎng)期觀測(cè)，記錄了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地心說進(jìn)展挑戰(zhàn)，哥白尼在些根底上提出了“日心說”，“日心說”認(rèn)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(yùn)動(dòng)?！叭招恼f”雖在“地心說”的根底上前進(jìn)了一大步，但“日心說”解釋行星運(yùn)動(dòng)時(shí)與實(shí)際觀

3、測(cè)的結(jié)果仍有一定的誤差，最終開普勒通過計(jì)算，確立了行星運(yùn)動(dòng)的正確圖景：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，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。開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)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(xué)一用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目的：理解“地心說”和“日心說”兩種不同學(xué)說的建立和開展過程；知道開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描繪；二學(xué)習(xí)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(gè)，這些星球是如何運(yùn)動(dòng)的呢？在古代，人們認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮及其它行星都圍繞著地球運(yùn)動(dòng)，這就是

4、“地心說”?！暗匦恼f”符合人們的日常經(jīng)歷，也符合宗教神學(xué)關(guān)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(duì)導(dǎo)航，因此對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)觀測(cè)越來越準(zhǔn)確，由大量的觀測(cè)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(dāng)時(shí)，哥倫布和麥哲倫的探險(xiǎn)航行已經(jīng)使不少人相信地球并不是一個(gè)平臺(tái)，而是一個(gè)球體，哥白尼就開始推測(cè)是不是地球每天都圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)的。這個(gè)模型稱為“日心說”，用“日心說”可以較好地和觀測(cè)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(gè)世紀(jì)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(gè)“假設(shè)”，假設(shè)用這個(gè)“假設(shè)”，行星運(yùn)動(dòng)的計(jì)算比“地心說”容易得多。2當(dāng)時(shí)的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中，一個(gè)人的科學(xué)見解可能會(huì)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(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計(jì)算結(jié)果不能很好地與行星位置的觀測(cè)結(jié)果相符合，4最后，甚至于連哥白尼本人也認(rèn)為必須把托勒密的“本輪”的思想引進(jìn)他的模型中。丹麥物理學(xué)家開普勒繼承和總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料，他花了幾年時(shí)間一遍一遍地進(jìn)展數(shù)學(xué)計(jì)算，通過計(jì)算，他感到哥白尼的“日心說”是正確的，并且把行星運(yùn)動(dòng)的軌跡修改為橢圓，他的發(fā)現(xiàn)可以歸結(jié)為行星運(yùn)動(dòng)三大定律，這

6、些經(jīng)歷定律準(zhǔn)確地與觀測(cè)數(shù)據(jù)相符，因此被人們承受。2、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。由于行星的運(yùn)動(dòng)軌跡不是正圓，因此它與太陽的間隔 一直都在改變，有時(shí)它向太陽_攏，而有時(shí)那么向遠(yuǎn)離太陽的方向遨游。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。雖然每個(gè)行星的橢圓軌道各有一個(gè)，但它們運(yùn)動(dòng)的軌道的斗半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)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(zhǎng)軸，

7、T代表公轉(zhuǎn)周期，經(jīng)歷公式表述為：比值k是一個(gè)與行星本身無關(guān)的物理量，由這個(gè)定律我們知道，離太陽最近的行星水星的運(yùn)動(dòng)周期最水為88天，我們生活的地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期約為365天。穩(wěn)固訓(xùn)練假設(shè)我們用天文望遠(yuǎn)鏡觀察一年中不同時(shí)期火星的位置，并且將這些位置連線，請(qǐng)你想像將會(huì)是怎樣的一條線呢？火星的周期為787天。小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了行星的運(yùn)動(dòng)，理解了人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的探究和認(rèn)識(shí)的過程，知道了所有行星都是沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)的，并且符合公式：應(yīng)該說明的是：1行星繞太陽運(yùn)動(dòng)都符合：如對(duì)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(yùn)動(dòng)的，它們和行星的運(yùn)動(dòng)比較，就有：2對(duì)于同一個(gè)行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運(yùn)動(dòng)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(diǎn)我們?cè)趯W(xué)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