人教版高中物理必修二行星的運(yùn)動(dòng)優(yōu)質(zhì)教案

1、行星的運(yùn)動(dòng)一、素質(zhì)教育目標(biāo)（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 1了解“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”兩種不同學(xué)說(shuō)的建立和發(fā) 展過(guò)程2知道開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述（二）能力訓(xùn)練點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生在客觀事實(shí)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)檢驗(yàn)的正確認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的思維方法（三）德育滲透點(diǎn) 通過(guò)開普勒行星運(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（四）美育滲透點(diǎn) 通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解到科學(xué)家為追求真理而不懈努力，頑 強(qiáng)的執(zhí)著精神，從他們身上所流露出來(lái)的人格美二、學(xué)法引導(dǎo) 學(xué)生自學(xué)、結(jié)合教師的講解、介紹三、重點(diǎn)難點(diǎn)疑點(diǎn)及解決辦法 1重點(diǎn)“日心說(shuō)”的建立過(guò)程和行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 2難點(diǎn)學(xué)生對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)缺乏

2、感性認(rèn)識(shí)3疑點(diǎn)開普勒是如何確定行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的4解決辦法 利用掛圖，有條件的學(xué)?？煞庞跋褓Y料片形象地表現(xiàn)行星的 運(yùn)動(dòng)情況四、課時(shí)安排1 課時(shí)五、教具學(xué)具準(zhǔn)備行星運(yùn)動(dòng)的掛圖或資料片六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì) 1教師用生動(dòng)語(yǔ)言來(lái)介紹天體物體的發(fā)展歷史，引起學(xué)生 產(chǎn)生思想上的共鳴2學(xué)生通過(guò)閱讀教材和觀看相關(guān)資料來(lái)提高認(rèn)識(shí)七、教學(xué)步驟（一）明確目標(biāo)（略）（二）整體感知 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，如太 陽(yáng)、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(guò)直接的感性認(rèn)識(shí)以及受宗教的影響，建立了“地心說(shuō)” 但后來(lái)，第谷等科學(xué)家通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，記錄了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)， 對(duì)地心說(shuō)進(jìn)行挑戰(zhàn)，

3、哥白尼在此基礎(chǔ)上提出了“日心說(shuō)” ，“日心 說(shuō)”認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，其他天體（包括地球）都繞太陽(yáng)作 勻速圓周運(yùn)動(dòng) “日心說(shuō)”雖在“地心說(shuō)”的基礎(chǔ)上前進(jìn)了一大 步，但“日心說(shuō)”解釋行星運(yùn)動(dòng)時(shí)與實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果仍有一定的 誤差，最終開普勒通過(guò)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(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，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)的描述，為牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力 定律奠定了重要基礎(chǔ)（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程 1“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的發(fā)展過(guò)程 我們生活在地球上，地球是浩瀚宇宙中無(wú)數(shù)星球中的一個(gè)， 這些星

4、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(yáng)、月亮及其他行 星都圍繞地球運(yùn)動(dòng)，這就是“地心說(shuō)” “地心說(shuō)”雖然符合人們 的日常經(jīng)驗(yàn)，也符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的說(shuō)法但隨 著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊(duì)導(dǎo)航， 因而對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)觀測(cè)越來(lái)越精確，由大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，用 托勒密的“地心說(shuō)”模型很難得出完滿的解答，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)是不是地球每天在圍繞自己的軸線 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(yáng)在作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的這個(gè)模型稱為“日心說(shuō)” ，用 “日心

5、說(shuō)”能夠較好地和觀測(cè)數(shù)據(jù)相符合，但是哥白尼思想很晚 才為人們所接受，他的著作發(fā)表后，幾乎在一個(gè)世紀(jì)中完全被人 們所忽視，主要原因是： （ 1）在他們的著作中， “日心說(shuō)”只是一個(gè)“假設(shè)” ，若用這個(gè)“假設(shè)” ，行星運(yùn)動(dòng)的計(jì)算比“地心說(shuō)” 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(jiàn)解可能會(huì)成為判斷其是否忠誠(chéng)的試金石（ 3）在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(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，

6、他花了幾年時(shí)間一遍一遍地進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算， 他感到哥白尼的“日心說(shuō)”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，這些經(jīng)驗(yàn)定 律精確地與觀測(cè)數(shù)據(jù)相符，因而被人們接受2開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的描述可以表述為三定律，我們主要是 介紹第一和第三定律開普勒第一定律：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)上由于行星的運(yùn)動(dòng)軌跡不是正圓，因而它與太陽(yáng)的距離一直在 改變，有時(shí)它向太陽(yáng)靠攏，而有時(shí)則向遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向漫游在 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)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

7、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)的軌道的半長(zhǎng)R代表軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期平方的比值卻都是相同的，我們用 橢圓軌道的半長(zhǎng)軸， T 代表公轉(zhuǎn)周期，經(jīng)驗(yàn)公式表述為：R3T2k比值 k 是一個(gè)與行星本身無(wú)關(guān)的物理量，由這個(gè)定律我們知道，離太陽(yáng)最近的行星水星的運(yùn)動(dòng)周期最小（為 88 天），我們生活的地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期約為 365 天（四）總結(jié)、擴(kuò)展本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了行星的運(yùn)動(dòng)， 了解了人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的探索 和認(rèn)識(shí)的過(guò)程，知道了所有行星都是沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，并且符合公式T2k應(yīng)該說(shuō)明的是1）行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)都符合：R3T2k如對(duì)于地球和木星比較，就有：T地k2但月球人造衛(wèi)星以及其他

8、行星的衛(wèi)星并不是主要繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，它們和行星的運(yùn)動(dòng)比較，就有：T衛(wèi)22）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：r3K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)完這一章后將能夠證明八、布置作業(yè)1閱讀課本 P111 閱讀材料“行星、恒星、星系和宇宙”2太陽(yáng)系中有九大行星，請(qǐng)你將它們繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期由 小到大依次排序3閱讀有關(guān)同步通訊衛(wèi)星的材料，估算出它和月亮距地心 的距離比值九、板書設(shè)計(jì)一、行星的運(yùn)動(dòng)1“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”的發(fā)展過(guò)程2開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律（1）內(nèi)容3（ 2）公式： R2 kT2十、背景知識(shí)與課外閱讀自行車“身上”的力學(xué)知識(shí)自行車在我國(guó)是很

9、普及的代步和運(yùn)載工具在它的“身上” 運(yùn)用了許多力學(xué)知識(shí)1測(cè)量中的應(yīng)用即約 2.23m在測(cè)量跑道的長(zhǎng)度時(shí)，可運(yùn)用自行車如普通車輪的直徑為0.71m或 0.66m那么轉(zhuǎn)過(guò)一圈長(zhǎng)度為直徑乘圓周率，或 2.07m ，然后，讓車沿著跑道滾動(dòng)，記下滾過(guò)的圈數(shù)n，則跑道長(zhǎng)為 n 2.23m 或 n2.07m2力和運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用（1）減小與增大摩擦車的前軸、中軸及后軸均采用滾動(dòng)以減小摩擦為更進(jìn)一步 減小摩擦，人們常在這些部位加潤(rùn)滑劑多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦如車的外胎，車把手 塑料套，蹬板套、閘把套等變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦以增大摩 擦如在剎車時(shí)，車輪不再滾動(dòng)，而在地面上滑動(dòng)，摩擦大大增 加了，故車可迅速停駛而

10、在剎車的同時(shí)，手用力握緊車閘把， 增大剎車皮對(duì)鋼圈的壓力以達(dá)到制止車輪滾動(dòng)的目的（2）彈簧的減震作用車的坐墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動(dòng)3壓強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用（ 1 ）自行車車胎上刻有載重量如車載過(guò)重，則車胎受到 壓強(qiáng)太大而被壓破（2）坐墊呈馬鞍型，它能夠增大坐墊與人體的接觸面積以 減小臀部所受壓強(qiáng)，使人騎車不易感到疲勞4簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)的應(yīng)用 自行車制動(dòng)系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個(gè)省力杠桿，可增大 對(duì)剎車皮的拉力自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳 蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等5功、機(jī)械能的知識(shí)運(yùn)用（1）根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離因此人們?cè)谏掀聲r(shí)， 常騎“ S 形”路線

11、就是這個(gè)道理（ 2）動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這 里是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能而騎車下坡，不用蹬，車速也越來(lái)越快， 此為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能6慣性定律的運(yùn)用快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會(huì)跳 起來(lái)這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車上的人和后 輪沒(méi)有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì)跳起來(lái)切記下坡或高速行駛時(shí)，不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否 則會(huì)出現(xiàn)翻車事故！十一、隨堂練習(xí)1如果我們用天文望遠(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 687 天2下列說(shuō)法正確的是（）A關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的日心說(shuō)、地心說(shuō)都是錯(cuò)誤的B地球是一顆繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的行星C地球是宇宙的中心、太陽(yáng)、月亮及其他行星卻繞地球轉(zhuǎn)D太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都在繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng) 3兩個(gè)行星的質(zhì)量分別是 m1、m2 ，它們繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道長(zhǎng) 半軸分別是 R1和 R2，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比 T1 T2 4宇宙飛船圍繞太陽(yáng)在近似圓形的軌道上運(yùn)動(dòng)，若軌道半 徑是地球軌道半