高中物理必修2北京海淀育中万有引力第一节行星的运动基础教学教案

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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

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。

高中物理人教版必修2行星的运动教学设计

高中物理人教版必修2行星的运动教学设计

《行星的运动》教学设计一、教学设计思路以人民教育出版社全日制普通高级中学教科书《物理》必修2第六章第一节“行星的运动”为教学内容,在前期分析的基础上,制定教学目标,设计学习环境和教学策略,进行教学设计。

“翻转课堂”是学生在课后完成知识的学习,而课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动的场所,包括答疑解惑、知识的运用等,从而达到更好的教育效果。

本节课的设计思路采用“翻转课堂”让学生经历行星运动规律的发展历程。

二、前期分析《行星的运动》对万有引力与航天的教学起着引领性的作用,同时又为本章的重点内容万有引力定律的学习起一个铺垫性的作用。

本节内容的突出特点是:知识容量较少,但包含的科学史料十分丰富。

本节课的教学设计应立足对学生进行科学精神、科学思想方法的教育。

让学生在科学家关于天体运动问题的研究历史中,感悟科学家求真、求简的科学思想方法和科学精神。

同时学生对天体运动的研究缺乏观察的条件,对天体运动的真实认识,不太会超出托勒密的水平;另外学生对有关科学家的事例略知一二,对科学家的发现、发明、创造性内容的了解还不够系统和准确。

因此通过自主学习任务单的方式课前让学生进行自主学习、小组合作学习,完成任务单的任务,遇到困难或疑问主动提出来。

在课堂教学中,首先交流自主学习、合作学习的成果,然后根据同学们提出的问题,选择有代表性的问题分析讨论,然后教师归纳出人类认识天体运动大致的历史过程,最后让学生结合学习的认识历程从情感与价值观的角度交流感想。

教学重点开普勒三定律教学难点感悟科学家求真、求简的科学方法和精神三、教学目标(一)知识与技能1.了解人类对行星运动规律的认识历程2.知道观察是研究行星运动规律的一种重要的方法3.知道如何画椭圆及椭圆的特征4.知道开普勒行星运动定律,知道开普勒行星运动定律的科学价值(二)过程与方法1.经历行星运动规律的认识过程,体会科学家们的研究方法、科学态度和科学精神2.经历人类对行星运动规律探索的艰难历程,感悟人类对自然的认识是不断深入的过程(三)情感态度与价值观1.通过对行星运动规律认识历程谈感想,树立正确的科学观四、教学过程(一)创设视频情境,引入课题播放视频:《星际穿越》片花对视频中的剧情做简单介绍,总结人类对宇宙的认识已经取得了很大的突破,人类成功登上的月球,探测器已经登录火星。

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)

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。

高中必修第二册物理《1 行星的运动》获奖说课教案教学设计

高中必修第二册物理《1 行星的运动》获奖说课教案教学设计

第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动这节内容对学生来说是抽象的、陌生的,甚至无法去感知.对天体的运动充满好奇又觉得非常神秘而不易理解.所以我们必须去引导学生了解人们对星体运动认识的发展过程,从“日心说”和“地心说”的内容到其两者之间的争论,从第谷的精心观测到开普勒的数学运算,在学生整体感知的过程中引导学生体会这些大师们的思路、方法及他们的一丝不苟的科学精神,并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情.本节内容包括“地心说”“日心说”的内容及争论的焦点、开普勒定律的内容等知识点.物理观念:知道开普勒对行星运动的描述,形成行星运动观念。

科学思维:通过学习,培养学生善于观察、善于思考、善于动手的能力科学探究: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。

科学态度与责任:过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

1、教学重点:(1)“日心说”的建立过程(2)行星运动的规律2、教学难点:(1)学生对天体运动缺乏感性认识.(2)开普勒如何确定行星运动规律的多媒体课件【新课导入】展示天体系统的图。

在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。

人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,历史上有过不同的看法,科学家对此进行了不懈的探索,通过本节内容的学习,将使我们正确地认识行星的运动。

【新课内容】(一)两种对立的学说1.地心说(1)地球是宇宙的中心,是静止不动的;(2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动;(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密.2.日心说(1)太阳是宇宙的中心,是静止不动的,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动;(2)地球是绕太阳旋转的行星;月球是绕地球旋转的卫星,它绕地球做匀速圆周运动,同时还跟地球一起绕太阳旋转;(3)太阳静止不动,因为地球每天自西向东自转一周,造成太阳每天东升西落的现象;。

高中物理第六章万有引力与航天第一节行星的运动学案新人教版必修2(1)

高中物理第六章万有引力与航天第一节行星的运动学案新人教版必修2(1)

第一节行星的运动[学习目标]1.知道地心说和日心说的基本内容及发展过程. 2.知道开普勒行星运 动定律及其建立过程. 3.能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题.、地心说与日心说(阅读教材P 32)1 .地心说地球是宇宙的中心,且是静止不动的,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. 3^种学说的局限性两种学说都认为天体的运动必然是最完美、 最和谐的匀速圆周运动,而这和丹麦天文学 家第谷的观测数据不符.拓展延伸? ------------------------------------------------------- (解疑难)古代对行星运动的两种学说都不完善, 因为太阳、地球等天体都是运动的,并且行星 的轨道是椭圆的,其运动也不是匀速的, 鉴于当时对自然科学的认知能力, 日心说比地心说 进步. 1.关于“日心说”和“地心说”的一些说法中,正确的是( )A. 地球是宇宙的中心,是静止不动的B. “太阳从东方升起,在西方落下”这说明太阳绕地球转动,地球是不动的C. 如果认为地球是不动的(以地球为参考系),行星运动的描述不仅复杂而且问题很多D. 如果认为太阳是不动的(以太阳为参考系),则行星运动的描述变得简单提示:选 CD.地球和太阳都不是宇宙的中心,地球绕太阳公转,是太阳系的一颗行 星.“太阳从东方升起,在西方落下”,是地球上的人以地球为参考系观察的结果,并不能 说太阳绕地球转动,因为运动是相对的,参考系不同,对运动的描述也不同.二、开普勒行星运动定律(阅读教材刊2〜P 33)拓展延伸? ------------------------------------------------------- (解疑难)1 .开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结,实践表明开普勒三定律也适用于其他天 体的运动,如月球绕地球的运动,卫星 (或人造卫星)绕行星的运动.[学生用书P 38]椅理基础釋疑解难2•开普勒第二定律与开普勒第三定律的区别:前者揭示的是同一行星在距太阳不同距离时的运动快慢的规律,后者揭示的是不同行星运动快慢的规律.2. (1)绕太阳运动的行星的速度大小是不变的. ()(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动. ()(3)行星轨道的半长轴越长,行星的周期越长. ()提示:⑴X (2)X (3)V三、行星运动的近似处理(阅读教材P33)1. 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心. ______2. 行星绕太阳做匀速圆周运动.3r3. 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都相等,即r j2=k.拓展延伸? ------------------------------------------------------ (解疑难)开普第三定律中的k值是由中心天体决定的,与环绕天体无关,与是椭圆运动还是圆周运动无关.出送 3.“嫦娥三号”先进入半长轴为a的绕月椭圆轨道,周期为T,后调整为半径为R的近月圆轨道,则“嫦娥三号”在近月轨道的周期为_____________ .提示:由开普勒第三定律得:二=T,则%多维课堂题组通关知识点一对开普勒三定律的理解[学生用书P39]1 .第一定律(轨道定律)所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动,太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上. 否定了行星圆形轨道的说法,建立了正确的轨道理论,给出了太阳准确的位置.2.讲练结合深入探究第二定律(面积定律)揭示了某个行星运行速度的大小与到太阳距离的关系. 阳时速度小.近日点速度最大,远日点速度最小.3 .第三定律(周期定律)行星靠近太阳时速度大,远离太第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的关系•椭圆轨道半长轴越长的行星, 其公转周期越大;反之,其公转周期越小•在右图中,半长轴是 AB 间距的一半,T 是公转 周期•其中常数k 与行星无关,只与太阳有关.12015 •衡水高一检测)下列关于开普勒对于行星运动规律认识的说法中,正确的是 ( )A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B. 所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C. 所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D. 所有行星都是在靠近太阳时速度变大[解析]由开普勒第一定律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,所以A 正确,B 错误•由开普勒第三定律知所有行星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, 故C 错误.根据开普勒第二定律, 行星在椭圆轨道上靠近太 阳运动时,速度越来越大, D 正确.[答案]AD高考江苏卷)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二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方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]根据开普勒行星运动定律, 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行时, 太阳 位于椭圆的一个焦点上, 选项A 错误;行星绕太阳运行的轨道不同,周期不同,运行速度大 小也不同,选项B 错误;火星与木星运行的轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量, 选项C 正确;火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等, 木星与太阳连线在相同时间内 扫过的面积相等,但这两个面积不相等,选项 D 错误.[答案]C哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法中正确的是 ( ) A. 彗星在近日点的速率大于在远日点的速率 B. 彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度C. 彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D. 若彗星周期为76年,则它的半长轴是地球公转半径的 76倍[解析]根据开普勒第二定律,为使相等时间内扫过的面积相等, 则应保证近日点与远 日点相比在相同时间内走过的弧长要大.因此在近日点彗星的线速度 (即速率)、角速度都较2v大,故A 、B 正确.而向心加速度 a =,在近日点,v 大,R 小,因此a 大,故C 正确.根R3 3 2据开普勒第三定律 T = k ,则|1 = T 1= 762,即a i =引5 776 a 2,故D 错误.[答案]ABC[名师点评]开普勒行星运动三定律是理解行星运动和进一步学习天体运动知识的基 础.本节知识的考查点主要集中在应用行星运动三定律分析有关天文现象和人造卫星运动问 题.知识点一开普勒第三定律的应用世〕典例题址 __________________(自选例题,启迪思维)[学生用书P 39]1 •星体绕中心天体做椭圆运动时,其周期与轨道半长轴的关系满足:2 •星体绕中心天体做圆周运动时,其周期与轨道半径的关系满足: 3. 绕同一中心天体运行的星体,有的轨迹为椭圆,有的轨迹为圆,则满足:k .''----------------------------- (自选例题两颗人造卫星 A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为T A : T B = 1 : 8,则轨道半径之比为()F A7= 4F AC.£= 2R A F BF A 1[解析]A 、B 两卫星都绕地球做圆周运动,则〒=〒.又已知T A : T B = 1 : 8,解得R =-.C D 错误.[答案]B假设某飞船沿半径为 地面时,可在轨道上某点 A 处将速率降到适当数值, 椭圆与地球表面的 B 点相切,如图所示.求该飞船由 [解析]飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运行时,可认为其半长轴 a =R1飞船沿椭圆轨道运行时,设其周期为 T ',轨道半长轴a '= -(R + F 0),3 3a a由开普勒第三定律得T 2=,所以,飞船从A 点运动到B 点所需的时间3a 〒=k . R 3 产k .a 3 R 3产厂2 =F A 1B.RT 4 F A 1 D-=- 吊2[答案]B高考浙江卷)长期以来“卡戎星(Charon ) ”被认为是冥王星唯一的卫星, 它的T 1 = 6.39天.2006年3月,天文学家新发现两颗冥 「2= 48 000 km,则它的公转周期 T a 最接近于( )25天45天3公转轨道半径r i = 19 600 km ,公转周期 王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径A. 15 天B.C. 35 天D. 3「1 [解析]根据开普勒第三定律得 pT 1 ~ 25天,选项B 正确,选项A T ,地球半径为Fb .该飞船要返回 从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动, A 点运动到B 点所需的时间.[答案]t =[名师点评](1)开普勒第三定律不仅适用于椭圆轨道的行星运动,也适用于圆轨道的 行星运动.(2)绕同一天体运动时,开普勒第三定律公式中的k 值相同.[学生用书P 4o ]思想方法一一微分法在开普勒第二定律中的应用行星在近日点、远日点时速度方向与连线垂直, 若行星在近日点、 远日点到太阳的距离 分别为a 、b ,取足够短的时间 △ t ,由于行星与太阳的连线扫过的图形可看做扇形, 由开普 1 1 V a b 一 一勒第二定律应有2V a • △ t • a = 2V b • △ t • b ,得v = a ,即行星在这两点的速率与行星到太阳 的距离成反比.[范例]“神舟十号”飞船绕地球飞行时近地点高度约h i = 200 km ,远地点高度约 h a=330 km,已知R 地=6 400 km,求飞船在近地点、远地点的运动速率之比 V i : v a .[解析] “神 舟十号”飞船在近地点和远地点, 相同时间△ t 内通过的弧长分别为:V i A t 和V a △ t ,扫过1 1 的面积分别为:2V 1( R 地+ h 1)A t 和2V 2( R 地+ h a ) A t .由开普勒第二定律得: 1 12V 1( R 地 + h 1)A t = 2V a ( R 地 + h a ) A tR&+ h 2 6 400 + 330 “a V 1 : V 2 — - + h「6 400 + 200-673 :660.[答案]673 : 660[名师点评]行星的速率特点(1) 定性分析:行星靠近太阳时,速率增大;远离太阳时,速率减小. (2) 定量计算:在近日点、远日点行星的速率与行星到太阳的距离成反比. (3) 行星的运行轨道看成圆时,速率不变.(2015 •杭州高一检测)如图所示是行星 m 绕恒星M 运动情况的示意图,下列说法正确 的是()mDA. 速度最大点是B 点B. 速度最小点是C 点C. m 从A 到B 做减速运动収例说眩触类旁通6D. m 从B 到A 做减速运动解析:选C.由开普勒第二定律可知,近日点时行星运行速度最大,因此, A 、B 错误; 行星由A 向B 运动的过程中,行星与恒星的连线变长,其速度减小,故 C 正确,D 错误.[学生用书P4i][随堂达标]1. 16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个论点目前看存在缺陷的是()A. 宇宙的中心是太阳,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B. 地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C. 地球每天自西向东自转一周,造成太阳每天东升西落的现象D. 与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多解析:选AB.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;3行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴a满足旱=恒量,故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动,整个宇宙是在不停地运动的.2.(2015 •抚顺一中高一检测)某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F i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. F2B. AC. F iD. B解析:选A.根据开普勒第二定律:太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积,因为行星在A点的速率比在B点大,所以太阳位于F2.2. 据报道,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()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,且轨道都相同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,其公转周期越小解析:选C.所有的行星都绕太阳做椭圆运动,且轨道不同,故A、B错误;由开普勒第三定律知,离太阳越近的行星,公转周期越小,故C正确,D错误.33. 关于开普勒第三定律的公式丰=k,下列说法正确的是()A. 公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运动的行星B. 公式适用于宇宙中所有围绕星球运动的行星(或卫星)C. 公式中的k值,对所有行星或卫星都相等D. 围绕不同星球运动的行星(或卫星),其k值不同3解析:选BD.公式T = k不仅适用于太阳一行星系统,而且适用于所有的天体系统.只不过不同的天体系统k值不相同,故B、D选项正确.以练促学补咼扬长4.(选做题)某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为 a ,近日点离太阳的距离 为b ,过远日点时行星的速率为V a ,则过近日点时的速率为 ()Aba 扫A. V b =尹B. V b = . Ja解析:选C.如图所示A 、B 分别表示远日点、近日点,由开普勒第二定律知,太阳和行星的连线在相等的时 间里扫过的面积相等,取足够短的时间△ t ,则有11a吝' t • a =2V b * t • b ,所以 vb = B Vb .[课时作业]一、选择题 i .(多选)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. 太阳一定在椭圆的一个焦点上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c 点的速度比在a 、b 两点的速度都大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:选ABD.由开普勒第一定律知, 太阳一定位于椭圆的一个焦点上, A 正确;由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是相等的, 因为a 点与太阳的连线最短,b 点与太阳的连线最长,所以行星在 a 点速度最大,在 b 点速度最小,选项 B D 正 确,C 错误.3a2.(多选)(2015 •孝感高一检测)关于公式〒=k ,下列理解正确的是()A. k 是一个与行星无关的量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 a 地,周期为T 地;月球绕地球运转轨道的半长轴33为a 月,周期为T 月,则寻=务I 地 I 月C. T 表示行星运动的自转周期D. T 表示行星运动的公转周期3解析:选AD.公式旱=k 中的k 为一常数,与中心天体有关,与行星无关,所以选项 A 正确.地球是太阳的行星,月球是地球的卫星,中心天体不同,比例常数不同,所以选项 B错误.公式中T 应表示绕中心天体的公转周期, 而不是自转周期,所以选项C 错误,D 正确.3. 若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆,各星球半径和轨道半径如下表所 示. 行星名称水星 金星 地球 火星 木星 十星 天王星 海王星 星球半径6 (x 10m)2.44 6.05 6.373.39 69.8 58.2 23.7 22.4 轨道半径11 (x 10 m)0.579 1.08 1.50 2.28 7.7814.328.745.0从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近( )aC. V b = V ab D V b = bv aA. 80 年B. 120 年C. 165 年D. 200 年解析:选C.设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为 r i ,周期为T 1,地球绕太阳公转的3 33r i 「2 "i轨道半径为「2,周期为T a (T 2= 1年),由开普勒第三定律有 T 2= T 2,故T i = \ 乙-T 2-165年,故选C.4•太阳系八大行星公转轨道可以近似看做圆轨道,“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( )行星水星 金星地球 火星 木星 十星 公转周期(年) 0.2410.6151.01.8811.8629.5A.1.2C. 4.6亿千米 D. 6.9亿千米T 2解析:选B.由题意可知,行星绕太阳运转时, 满足「3 =常数,设地球的公转周期和轨道T 21 T 22半径分别为「、「1,火星绕太阳的公转周期和轨道半径分别为T 2、「2,则—-,代入数r 31 r 32据得r 2 = 2.3亿千米.5. (2015 •聊城高一检测)宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动,若其轨道半径 是地球轨道半径的 9倍,则宇宙飞船绕太阳运行的周期是( )A. 3年B. 9年C. 27 年D. 81 年解析:选C.由开普勒第三定律正确,A 、B D 错误.解析:选 C.木星、地球都环绕太阳按椭圆轨道运行,近似计算时可当成圆轨道处理,33因此它们到太阳的距离可当成是绕太阳公转的轨道半径.由开普勒第三定律畧=「地得r 木=H T 地木2r 地=\地7.地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看做是圆形的.已知木星的轨道半径约为地球 轨道半径的5.2倍,则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A. 0.19B. 0.44C. 2.3D. 5.2333解析:选B.据开普勒第三定律¥木=学,得木星与地球绕太阳运动的周期之比F=O 木,G T 地T 地M R 地线速度v =,故两行星线速度之比 ^木 - 0.44,故B 项正确.Tv 地& (多选)太阳系中的第二大行星一一土星的卫星众多,目前已发现数十颗.下表是有 关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数.则两卫星相比较,下列判断正确的是 ( )6.木星的公转周期约为 阳的距离约为( )12年,如果把地球到太阳的距离作为 A. 2天文单位B. 4天文单位C. 5.2天文单位D. 12天文单位p 年)X 1 ~ 5.2(天文单位).1天文单位,则木星到太A. 土卫五的公转周期较小B. 土卫六的转动角速度较大C. 土卫六的向心加速度较小绕太阳运动的角速度不变近日点处线速度大于远日点处线速度 近日点处加速度大于远日点处加速度其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数解析:选BCD 根据开普勒定律可以判断 B 、D 正确,A 错误;近日点v 大,R 小,由a 2v =知近日点加速度大, C 正确. ☆ 10.我国发射“天宫一号”空间实验舱时,先将实验舱发送到一个椭圆轨道上,其近 地点M 距地面200 km ,远地点N 距地面362 km ,如图所示•进入该轨道正常运行时,其周 期为T i ,通过M N 点时的速率分别是 V i 、V 2.当某次通过N 点时,地面指挥部发出指令,点 燃实验舱上的发动机,使其在短时间内加速后进入离地面 362 km 的圆形轨道,开始绕地球 做匀速圆周运动,周期为T 2,这时实验舱的速率为 V 3.比较在M N P 三点正常运行时(不包 括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小,及在两个轨道上运行的周期,下列结论正确的 是()A. v i >V 3B. V 2>V iC. a 2>a iD. T >T 2解析:选A.根据开普勒第三定律(周期定律)可知,轨道半径大的周期大,所以T i <T 2,选项D 错误;根据开普勒第二定律(面积定律)可知,v i >V 2, v i >V 3,选项B 错误,A 正确;由2a = V 可知,a i >a 2,选项C 错误. R二、非选择题11.天文学家观察到哈雷彗星的转动周期是 75年,离太阳最近的距离是 8.9 X 1010 m ,离太阳最远的距离不能被测出.试根据开普勒定律估算这个最远距离.(太阳系的开普勒常数 k = 3.354 X 10 18 m 3/s 2)解析:哈雷彗星运行的半长轴1 1 + l 2a= 2,3由开普勒第三定律善k联立得12= 2a — 11 = 2 kT — 11, 代入数值解得12 = 5.226 X 10 12 m.D. 土卫五的公转速度较大 解析:选 ACD •设其运动轨道是圆形的,且做匀速圆周运动,根据开普勒第三定律:轨 得选项A 正确.土卫六的周期较大, 故选项B 错误.根据匀速圆周运动向心加速 r 3 1 2 1•〒•产4 n 可知 厂1 2L r = 2n道半径的三次方与公转周期的二次方的比值相等, 匀速圆周运动的知识得,土卫六的角速度较小, 竿2r 及开普勒第三定律 ¥= k 得a = 则由 度公式a =3 2r = 4 n 2 -~T2- r = 4 n 轨道半径大的向心加速度小,故选项C 正确.由于可知轨道半径小的公转速度大,故选项 D 正确.9.(多选)美国宇航局发射的“深度撞击”号探测器成功撞击“坦普尔- 现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”, 如图所示.假设“坦普尔行的轨道是一个椭圆,其运动周期为 5.74年,则关于“坦普尔 确的是()号”彗星,实'号”彗星绕太阳运 号”彗星的下列说法中A.B. C. D. k• r ,嗣J答案:5.226 X 10 12 m☆ 12.月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍,运行周期约为27天,应用开普勒定律计算:在赤道平面内离地面多高,人造地球卫星可随地球一起转动,就像停留在天空中不动一样?(已知R地=6.4 X 103 km)解析:设人造地球卫星轨道半径为R周期为T,由题意知T= 1天,月球轨道半径为60R地,周期为T0 = 27天,亠戌F地3由T2= L卫星离地咼度H= R—R地=5.67 R地=5.67 X 6 400 km4=3.63 X 10 km.答案:3.63 X 10 4 km。

高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(全章整理)

高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(全章整理)

高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(整理)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宗教神学的思想,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。

人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天1. 行星的运动教案(2)

人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天1. 行星的运动教案(2)

第1节行星的运动学习目标核心提炼1.了解人类对行星运动规律的认识历程。

2个学说——地心说、日心说3个定律——开普勒第一、二、三定律2.知道开普勒三定律的内容。

3.能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动问题。

一、地心说与日心说阅读教材第32页第1、2自然段,知道地心说、日心说,认识地心说、日心说的不足之处。

1.地心说: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: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。

思考判断1.太阳是整个宇宙的中心,其他天体都绕太阳运动。

(×)2.太阳每天东升西落,这一现象说明太阳绕着地球运动。

(×)二、开普勒行星运动定律阅读教材第32~33页内容,知道开普勒行星定律的内容。

定律内容、公式图示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相等的面积开普勒第三定律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公式:a3T2=k,k是一个与行星无关的常量思维拓展如图1所示为地球绕太阳运动的示意图及春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。

图1(1)太阳是否在轨道平面的中心?夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同?(2)一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天?答案(1)不是不相同(2)秋、冬两季比春、夏两季地球运动的快。

预习完成后,请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3对开普勒定律的认识[要点归纳]1.从空间分布上认识:行星的轨道都是椭圆,不同行星轨道的半长轴不同,即各行星的椭圆轨道大小不同,但所有轨道都有一个共同的焦点,太阳在此焦点上。

因此开普勒第一定律又叫焦点定律。

2.对速度大小的认识(1)如图2所示,如果时间间隔相等,即t2-t1=t4-t3,由开普勒第二定律,面积S A=S B,可见离太阳越近,行星在相等时间内经过的弧长越长,即行星的速率越大。

高中物理必修2北京海淀育中万有引力复习课教案

高中物理必修2北京海淀育中万有引力复习课教案
(2)人类能不能发射一颗相对地面静止不动的人造地球卫星?对这样的卫星有何特定的限制?
(3)在图1中的a、b、c三条轨道中,你认为一定不是人造地球卫星的运行轨道是哪条?为什么?你能总结人造地球卫星的轨道共同点吗?
【案例3】根据天文观察,某行星外围有一个模糊不清的环状结构.为了判断该环状结构是连续物还是卫星群,科学提出一种实验方案:
(1)已知地球半径大约为6400km,请估算地球的质量?
(2)假如有一天你能到火星上旅行,你会感到体重有什么变化?
(3)火星上若举办男子篮球比赛,你认为篮筐高度和球场大小需要重新设计吗?为什么?
(4)科学家想在火星上发射一颗人造火星卫星,请帮他们估算发射的最小速度?已知地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。根据估算结果你判断人类目前能获得这样的速度吗?
2、谈感想
让学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦,再次点燃它们学习本章知识的兴趣。
二、全章知识复习
4、带领学生回顾本章知识结构,请同学复述内容并作出评价。
4、根据框架指引复述本章内容并作出评价。
利用框架图的形式让学生初步建立本章的知识结构,巩固本章最重要知识,并尝试评价物理先辈的工作。
三、案例讨论
【案例1】最近几十年,人类对探测火星十分感兴趣,先后曾发射很多探测器。称为“火星探测器”曾于1997年登上火星。2004年,又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星。已知地球质量约是火星质量的9.3倍,地球直径约是火星直径的1.9倍。
4、通过对经典力学的伟大成就和局限性的学习,领悟牛顿的科学精神、科学思想、科学思维方法。体会科学研究的无限可能;
教学
重点
理解万有引力定律,会用万有引力定律处理简化了的天体运动问题;
教学
难点

高中物理必修2 第六章第一节 《 行星的运动》教案学案

高中物理必修2 第六章第一节   《 行星的运动》教案学案

第一节行星的运动理解领悟万有引力定律的建立过程,是从观察行星运动、描述行星运动规律开始的。

人类对行星运动规律的认识,经历了从“地心说”到“日心说”,直到开普勒的行星运动定律等阶段。

教材通过对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家关于行星运动规律研究的介绍,使我们领略到前辈科学家们对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度,感悟到科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中悄悄地来临。

1.地心说古希腊天文学家托勒密在公元2世纪,提出了地心说宇宙体系。

在这个体系里,地球是静止不动的,地球是宇宙的中心。

托勒密按照月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星,最后是恒星天球(原动天)的顺序,安排了后来以他的名字命名的地心说宇宙结构。

他用“偏心轮”、“本轮—均轮”和“等距轮”三种基本运动80多个“轮上轮”巧妙地说明天体的各种运动,和实测数据符合得较好。

虽然这只是用以计算天体角位置的一个数学方案,但因为同人们的直观经验一致,又迎合宗教教义,那以后的1400多年里一直被大家所公认。

2.日心说15世纪,以波兰天文学家哥白尼为代表的日心说学派则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动。

哥白尼在《天体运动论》中提出了以下基本观点:宇宙的中心是太阳,所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动;地球是绕太阳旋转的普通行星,月球是绕地球旋转的卫星,它绕地球做匀速圆周运动,同时还跟地球一起绕太阳运动;天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象;和日地距离相比,恒星离地都十分遥远,比日地间的距离大得多。

日心说大大简化了对行星运动轨道的描述,经过和地心说的长期争论,最终被人们所接受。

但日心说存在两大缺陷:一是错误地把太阳当成了宇宙的中心,二是沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。

3.开普勒行星运动定律德国天文学家开普勒仔细整理了丹麦天文学家第谷留下的长期观测资料,并进行了详细的分析。

为了解释计算结果和第谷的观测数据间的8’差异,他摒弃了行星做匀速圆周运动的假设,提出了行星的运动轨道是椭圆的新观点。

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

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

第1节行星的运动[说明]地心说和日心说是两种截然不同的观点,两种观点受当时人们意识的限制,是人类发展到不同历史时期的产物。

两种观点都具有历史局限性,现在看来都不正确。

①[选一选]日心说的代表人物是( )A.托勒密 B.哥白尼C.布鲁诺 D.第谷解析:选B 托勒密提出了地心说,日心说的代表人物是哥白尼,布鲁诺是宣传日心说的代表人物,第谷为开普勒定律的建立进行了大量的观测。

故B正确,A、C、D错误。

(1)不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的。

(2)开普勒第二定律“在相等时间内扫过的面积相等”是对于同一行星(或同一轨道上的行星)而言的。

(3)比例式a3T2=k中的k仅与该系统的中心天体有关,而与周围绕行的星体无关。

②[填一填]火星是太阳系八大行星中离地球最近的一颗,它到太阳的平均距离大于地球到太阳的平均距离,那么火星绕太阳的公转周期比一年____(填“大”或“小”)。

答案:大三、行星运动的一般处理方法┄┄┄┄┄┄┄┄③行星绕太阳运动的椭圆轨道十分接近圆,在中学阶段一般按圆周运动处理。

则开普勒三天体的运动遵循牛顿运动定律及匀速圆周运动规律,它的运动与一般物体的运动在应用这两个规律上没有区别。

③[判一判]1.把行星的运动看做匀速圆周运动是违背客观事实的(×)2.当把行星绕太阳运动的轨道看成圆周时,行星的运动是匀速圆周运动(√)1.从空间分布认识开普勒第一定律告诉我们,尽管各行星的轨道大小不同,但它们的共同规律是:所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动,太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上。

否定了行星圆形轨道的说法,建立了正确的轨道理论,给出了太阳的准确位置,因此开普勒第一定律又叫椭圆轨道定律。

2.从速度大小认识从开普勒第二定律可以看出,行星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。

如图所示。

3.对a 3T2=k 的认识开普勒第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的依赖关系。

天体运动 教案2教科版必修2.docx

天体运动 教案2教科版必修2.docx

教学设计(基础性方案)科教版(高一物理必修模块II)第三章万有引力定律第一节天体的运动人教版【高一物理必修模块II (旧教材第五章)】第七章万有引力定律第一节行星的运动北京市第九十四中学刘敏2007 、7教学设计思想本课内容是在曲线运动学习的基础上,在万有引力定律建立之前学习开普勒有关行星运动规律。

学生在初中地理课的学习中已经有了关于行星运动的基本认识,在初中历史课的学习中已经初步了解了地心说与日心说。

教材运用非常少的篇幅简单回顾了关于行星运动的两种学说之争,介绍了开普勒在对第谷观测数据的分析研究基础上发现了行星运动规律。

(本课在以往教学中存在的问题:因为不是高考的重点和热点,一般不被老师们重视。

)作为高中物理教学一线上的物理教师,深深体会到物理学家的思想、精神被“内化”在物理学科知识内容中,物理学被深深地打上了人类文明的烙印,这往往使物理学不仅具有科学精神、科学素质教育价值,也具有人文教育、人文精神培养的功能。

根据高中生的特点,在物理教学中探索适合高中生发展的科学素质培养的人文模式是我多年主持的研究课题,在这方面做了较系统的研究,本课虽然不是教材及考试的重点内容,但是,从对学生进行科学精神与人文精神教育及科学方法教育的角度看是难得的值得进一步开发的好教材,特别是可以充分利用人文资源进行科学教育。

根据本课的特点——行星运动规律,采取以启发式讲授为主的教学方式,借助于多媒体手段展示行星运动模式。

一、教学目标(一)知识与技能:1. 能简要说出“地心说”和“日心说”两种不同观点,了解其发展过程。

2. 知道开普勒对行星运动的描述——开普勒三定律。

(―)过程与方法:1. 通过利用细绳和笔作椭圆图,使学生认识椭圆的基本特征,为理解开普勒第一定律作准备。

2. 通过有关地心说和日心说天体运动动画模拟,使天体运动模型在学生头脑中直观化,体会建立物理模型研究天体运动规律的科学方法(例如,在有限观测的基础上,建立完整的天体运动模型),以及科学发现的一种分析方法。

高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 第一节 行星的运动教案 新人教版必修第二册-新人教版高中第二册

高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 第一节 行星的运动教案 新人教版必修第二册-新人教版高中第二册

行星的运动教学设计备教学过程教师活动学生活动设计意图一.导入新课:不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行,行星运行的轨道有怎样的特点?行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系?【教师提出问题】在古代,人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。

地心说认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。

它符合人们的直接经验。

日心说则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动,似乎与人们的生活经验不相符经过长期论争,日心说战胜了地心说,最终被接受。

无论地心说还是日心说,古人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。

行星运动果真如此吗?讲授新课:学生观察图片思考讨论通过生活中常见知识,激发学生的学习兴趣,引出本节课题【教师补充】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。

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。

【教师引导思考】开普勒三定律如何解读,如何理解?三个定律各自适合什么情况解决问题?【学生讨论】小组讨论,发言【教师总结】开普勒第一定律指明了太阳的位置和行星轨道的特点;开普勒第二定律揭示了同一行星在距太阳不同距离时运动快慢的规律;开普勒第三定律揭示了不同行星运动的周期规律。

开普勒行星运动定律不仅适用于行星围绕太阳运转,也适用于卫星绕行星运转。

在开普勒小组间讨论开普勒三定律内容,并且用物理知识解答说明第三定律中,同一天体系统中k 值相等,但在不同的天体系统中,k 值不相等,k 值的大小由系统的中心天体决定。

【教师补充】实际上,行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。

这样就可以说: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)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k T 23r 。

2020年高中物理第一节《行星的运动》教案人教版必修2

2020年高中物理第一节《行星的运动》教案人教版必修2

第一节行星的运动一、教学目标知识与技能:1、知道日心说和地心说的基本内容2、大致了解开普勒行星运动定律的发现历程及其对经典力学(运动观、宇宙观)发展的意义。

3、初步理解开普勒行星运动定律的物理意义及其在中学阶段的研究中近似处理。

过程与方法:1、通过开普勒行星运动定律发现历程的学习过程,认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

2、通过科学家们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。

情感态度与价值观:1、知道科学家们凭着严谨的科学态度和极大的勇气,终于认识了行星的运动规律。

2、领略天体运动的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,了解探索自然规律的艰辛与喜悦;培育敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。

3、感悟科学是人类进步不竭的动力,提高自身科学素养。

二、教学内容剖析本节课的地位和作用:本节教学既是前面《运动的描述》和《曲线运动》内容的进一步的延伸和拓展,又是为了学习万有引力定律和后续原子结构模型做铺垫。

在物理1的第一章《运动的描述》部分,学生已学习了参考系、运动轨迹、运动快慢描述的相关知识;物理2的第六章《曲线运动》部分,已学习了圆周运动快慢描述的相关知识,这些都是学习行星运动的描述的知识准备。

同时该节内容也涉及大量物理史实、贴近学生生活和联系社会实际的事实,可进一步培育学生的科学情感、精神和发展观。

本节课教学重点:1.建构太阳-行星模型。

2.开普勒行星运动三定律。

本节课教学难点:1.椭圆的认识。

2.建构太阳-行星模型。

三、教学思路与方法为了整合知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的上述具体目标,结合学生和课程实际,在构思教学活动和学生活动的安排时,以解决如何描述行星运动的系列问题为线索,建构太阳-行星模型为目标,为解决每个问题创设情境、明确任务,在组织交流和评价的过程中促进意义建构、分享体会。

教学中围绕太阳-行星模型的参考系、轨迹、运动快慢、和谐统一性展开教学,指导阅读、比较历史上关于宇宙中心、行星运动轨迹的观点和思想,引导学生把物理事实作为证据的观念,根据证据、逻辑和已有知识作出科学解释。

高中物理 第六章 万有引力与航天第1节《行星的运动》参考教案 新人教版必修2

高中物理 第六章 万有引力与航天第1节《行星的运动》参考教案 新人教版必修2

6.1 行星的运动一、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.二、教学重点1.“日心说”的建立过程.2.行星运动的规律.三、教学难点1.学生对天体运动缺乏感性认识.2.开普勒如何确定行星运动规律的.四、教学方法1.“日心说”的建立的教学——采用对比、反证及讲授法.2.行星运动规律的建立——采用挂图、放录像资料或用CAI课件模拟行星的运动情况.五、教学步骤导入新课我们与无数生灵生活在地球上,白天我们沐浴着太阳的光辉.夜晚,仰望苍穹,繁星闪烁,美丽的月亮把我们带入了无限的遐想之中,这浩瀚无垠的宇宙中有着无数的大小不一、形态各异的天体,它们的神秘始终让我们渴望了解,并不断地去探索.而伟大的天文学家、物理学家已为我们的探索开了头,让我们对宇宙来一个初步的了解.首先,我们来了解行星的运动情况.板书: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)六、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).七、板书设计行星的运动1.“地心说”与“日心说”的发展过程.2.。

高中物理 第一节行星的运动-3教案 新人教版必修2

高中物理 第一节行星的运动-3教案 新人教版必修2

第七章万有引力与航天第一节行星的运动(第1课时)【教学目标】:(一)知识目标:了解“地心说”和“日心说”的内容理解开普勒三大定律的内容及其简单应用(二)能力目标:在由地心说日心说,再到开普勒定律的探究过程中学习提出问题、猜想与假设等方法(三)德育目标:通过学习人类对行星运动规律的探究过程,使学生体会物理学对社会发展的重大作用,激发学生学习物理的广泛兴趣.【教学重点】:理解开普勒行星定律的内容【教学难点】:开普勒第三定律【教学方法】:对半讲练法、类比法【教学用具】:挂图【教学过程】:(一)引入:在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……日出日落,斗专星移,各种天体都在不停地运动,我们知道:月亮绕着地球转,地球绕着太阳转,地球在公转的同时还在自转,天体的运动遵循着什么样的规律?关于不同星体的运动,有地心说和日心说,我们知道地心说是错误的,那么日心说是否就完美无缺呢?行星是否在做完美的匀速圆周运动呢?“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”。

由这些无数天体组成的广衰无垠的宇宙始终是人们渴望了解、不断探索的领域.(二)新课教学:一托勒密地心说→哥白尼日心说学生阅读课本,和学生一起感受人类认识天体运行规律的历程,讲授:(1)说到日心说和地心说,你会立刻反映到哥白尼等,实际上在古代,人们对于天体的运动就存在着地心说和日心说两种对立的看法.地心说认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动;日心说则相反,认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.(2)公元二世纪的希腊天文学家托勒密使地心说发展和完善起来,由于地心说比较符合人们的日常经验(太阳从东边升起,在西边落下,好像太阳绕地球运动),同时也符合天主教的思想:地球是宇宙中心,宇宙万物都是上帝创造的,所以地心说得到了教会的支持,统治了人们一千年之久.但是随着生产的发展,人们对天体运动的不断研究,天文资料越来越丰富,人们发现托勒密的地心说的理论与实际观测的资料并不一致,仍然不能解释某些问题,地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.(3)十六世纪波兰天文学家哥白尼,经过四十年的观测与研究,在古代日心说的启发下,重新提出了日心说:太阳是宇宙的中心,地球和其它行星都围绕着太阳转动。

高中物理必修二教案1第一节 行星的运动

高中物理必修二教案1第一节 行星的运动

第一节行星的运动教学目标:1.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。

2.过程与方法: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。

3.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、难点:1.重点:(1)理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动。

(2)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。

2.难点:对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。

教学方法:探究、讲授、讨论、练习。

教具准备:多媒体课件、黑板、粉笔。

教学时数:1课时。

教学过程:一、引入新课:师:同学们,在前面的学习中我们研究了地面上物体的运动,从今天开始我们来研究天空中的运动:天体运动。

师:自古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽璀璨的现象便吸引了他们的注意。

智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘。

直到二十一世纪的今天,科学迅猛发展,人类终于能够飞出地球,登上月球。

还能飞向万籁俱寂的茫茫太空,探索更遥远的星球。

但你可知道:人类走到这一步经过了多少艰辛曲折?在对行星规律的认识过程里人们经历了地心说、日心说及到开普勒定律。

二、新授:(一)地心说古希腊的天文学家和哲学家通过直接的感性认识,认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳月亮等各星体都围绕地球做简单的完美的圆周运动。

因为地心说符合人们的直接经验,如:太阳从东边升起,从西边落下;同时也符合强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识,故地心说一度占据了统治地位。

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对开普勒行星运动定律的理解和应用
教学资源
多媒体、细绳(学生用来画椭圆)
教法设计
启发式讲授
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
引入新课:在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体。白天我们沐浴着太阳的光辉,夜晚,仰望苍穹,繁星闪烁,美丽的月亮把我们带入无限的遐想中。由这些天体所组成的宇宙始终是人们渴望了解又不断探索的领域。宇宙是怎么来的?我们居住的地球又是什么样的?
1.开普勒第一定律(椭圆轨道定律):所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳在这些椭圆的一个焦点上
组织学生利用细绳和图钉画椭圆,并且让学生总结椭圆的特点:到两个定点之间的距离之和等于定长。
教师讲解焦点和半长轴、半短轴的概念。
同时指导学生认识到开普勒第一定律说明的是行星的轨道特征。
2.开普勒第二定律(面积定律):对任意行星来说,它与太阳的连线(称为径矢)在相同的时间内扫过相同的面积。
同学们观看多媒体演示后,有什么感觉?
随着天文观测不断进步,“地心说”暴露出许多问题,不得不修改其模型,这使得地心说模型变得非常复杂——曾经多达80个本轮,人们自然怀疑是否正确了。
科学此时走到了“十字路口”,是继续修改原来的理论模型,还是舍弃,推翻旧模型,建立新理论?
2.日心说——哥白尼
哥白尼主张:宇宙规律应是简明和谐的,地心说理论的天空图像太乱,毫无统一性和规律性。
公元二世纪,天文学家托勒密,把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系,发展完善了“地心说”,描绘了一个复杂的天体运动图象。
多媒体演示:托勒密的天体运动模型
教师讲解:地心说符合当时的观测结果,在航海上具有一定价值。地心说符合教会的观念,被教会引入教义,成为天经地义、不容置疑的真理。地心说一直持续了一千多年。
在我国的殷代,人们就已经利用长期对天体运动观测的数据制定了历法,指导农牧业生产,而航海的需要也促使人们对天体的运动进行观察。
经成百上千年的探索,伟大的科学家们对它已经有了一些初步的了解。本节我们就共同来学习前人所探索到的行星的运动情况。
关于行星的运动,同学们能否根据自己已有的知识,说一说有哪些代表人物和代表性的观点?
哥白尼查阅了古希腊和古罗马的许多文献,经过近四十年的观测和计算,于1543年在《天体运行论》里正式提出“日心说”。认为,太阳不动,处于宇宙的中心,地球和其它行星绕太阳在圆形轨道上公转。
多媒体演示:行星绕太阳公转
教师讲述:“哥白尼的眼光超越了地球……使人类来到了牛顿物理学的门前”“日心说”对天体的描述大为简化,同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限,是一项真正的科学革命。
日心说和宗教的主张是相反的,为宣传和捍卫这个学说,意大利学者布鲁诺被宗教裁判活活烧死,伽利略也受到残酷的迫害。
二、开普勒行星运动规律
十七世纪,德国开普勒在“日心说”的基础上,研究行星运动规律。
开普勒的兴趣和注意力更多地放在改进和完善哥白尼的日心说。
教师提问:研究运动规律,咱们一般关心什么问题?
教师引导:开普勒整理了他的老师,丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据,在探讨行星轨道性质问题时,弟谷的观测数据与哥白尼体系和日心说不符合。开普勒对第谷数据的精确性深信不疑,他开始怀疑天体的运动轨迹并非是完美的圆,经过多年尝试性的计算,终于发现并先后发表了行星运动的三个定律。
2.通过有关地心说和日心说天体运动动画模拟,使天体运动模型在学生头脑中直观化,体会建立物理模型研究天体运动规律的科学方法(例如,在有限观测的基础上,建立完整的天体运动模型),以及科学发现的一种分析方法。
3.引导学生将椭圆运动近似看作圆周运动,使学生领悟物理学合理近似,建立简化模型的科学方法。
情感态度与价值观:
通过对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家关于行星运动规律研究的介绍,使学生体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神,体会对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。
教学重点
知道开普勒行星运动定律;体会物理模型方法及科学规律发现、发展的科学方法。
教学难点
教师提问:行星在近日点和远日点的速度一样吗?在那里更快一些?
引导学生进行总结,对于代表人物和观点按照时间顺序进行排序。
一、地心和日心说
1.地心说
古希腊的天文学家和哲学家发现太阳从东边升起,从西边落下。他们就认为地球是不动的,是宇宙的中心,一切天体——太阳、月亮、行星围绕着地球在天空做简单的完美的圆周运动。地心说的代表人物是亚里士多德。
教师引导:更加仔细的观察结果表明,行星并非总向一个方向移动,具有逆行现象。当理论与事实不符合时,需要对已有理论进行修正和补充。
教学目标
知识与技能:
1.了解人类对行星运动规律的认识历程。
2.了解观察的方法在认识行星运动规律中的作用。
3. 知道开普勒对行星运动的描述——开普勒三定律,知道其科学价值。
4.通过对行星运动规律的认识过程,培养学生的理解能力和推理能力。
过程与方法:
1.通过作椭圆图,使学生认识椭圆的基本特征,为理解开普勒第一定律作准备。
第一节行星的运动
设计思想
本节内容安排在学习曲线运动之后,得出万有引力定律之前,其目的是为了还原万有引力定律建立的历史,通过对行星运动规律的认识,对学生进行科学思维能力的培养,通过对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家关于行星运动规律研究的介绍,使学生领略科学家的探索精神和对科学研究一丝不苟的态度,对学生进行科学精神和人文精神的教育。因此,本节课的知识内容虽说少,但是科学史料多,是对学生进行科学精神、科学方法和人文精神教育的很好的素材。教学设计上,应该立足于对学生进行科学精神、人文精神和科学思想方法的教育。学生在初中地理课的学习中已经有了关于行星运动的基本认识,在初中历史课的学习中已经初步了解了地心说与日心说,但是他们所知都是零散的,不准确的,因此对于教师来说不能将地心说与日心说之争一带而过,而应指出或让学生得出两种学说的成功与不足之处,这样才能让学生在思辩的过程中提高其理解能力和推理能力。天体的运动,学生没有条件进行观察,也无法利用实验验证,因此,本节内容以启发式讲授为主,辅以信息技术的整合。
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