2019高一物理必修二第六章：61行星的运动教案语文

合集下载

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。

关于《行星的运动》（教案）

《行星的运动》(教案)2019-12-26关于《行星的运动》(教案)新课标要求（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、澄清对天体运动神秘模糊的认识，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。

重点、难点开普勒行星运动定律、对开普勒行星运动定律的理解和应用方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

教学建议日心说、地心说及两者之间的争论有许多内容可以向学生介绍，教材为了简单明了地讲述开普勒定律，没有过多地叙述这些内容.教学中可以结合教学的实际情况向学生介绍有关的历史材料，也可引导学生课外阅读有关的读物。

这些内容学生会很感兴趣，又容易接受，也是我们进行科学方法和思想教育的好素材。

学习本节课的目的是为下一节推导万有引力定律铺垫,开普勒定律没必要做过高要求。

教学过程（一）引入新课教师活动：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。

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。

（二）进行新课一、古人对天体运动的看法及发展过程教师活动：引导学生阅读教材第一段，投影出示以下提纲：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?学生活动：阅读课文，并从课文中找出相应的答案。

高中物理必修2教案§6-1《行星的运动》教学案_1

§6－1《行星的运动》教学案一.教学目标1、了解地心说和日心说两种对立的观点的差异所在．2、认识开普勒三定律；从中体会观察在认识自然、发现规律中的作用，体会科学探索过程的曲折与艰辛．3、能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动问题．二.教学重点开普勒三大行星运动定律。

三.教学难点椭圆的有关知识四.教学过程㈠.自主学习1.在古代，人们对于天体运动的认识存在两种对立的看法：地心说认为________是宇宙的中心，是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕_______运动；日心说认为_______是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕________运动。

2.在现代，人们对天体运动的认识——开普勒的三个定律：（1）第一定律_________________________________________________________________（2）第二定律_________________________________________________________________（3）第三定律_________________________________________________________________㈡．例题分析例1.根据开普勒第二定律的内容，你认为下列说法正确的是（）A.所有的行星绕太阳的运动是匀速圆周运动B.所有的行星均是以同样的速度绕太阳作椭圆运动C.对于每一个行星在近日时速率大于在远日点时的速率D. 对于每一个行星在近日时速率小于在远日点时的速率地面，可在轨道上的某点A处，将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道和地球表面相切，如图所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点回到B点所需时间。

㈢．课堂练习1.关于行星的运动，以下说法正确的是（）A.行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B.行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C.水星的半长轴最短，公转周期最长。

教课标版必修2物理第六章第一节《行星的运动》名师教案

行星的运动天津市第七十八中学孙友一、学情分析学生在以往学习中已经学习了“运动的描述”以及圆周运动的一些知识，对于本节内容有了一些铺垫，但椭圆运动学生只是知道这个名词可不了解内容，需要进一步补充；同时本节内容需要熟练掌握的知识都是通过物理史实引导而来，在感官上更容易使学生接受，能更好的促进他们学习兴趣。

二、核心素养通过《行星的运动》的研讨学习过程，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。

澄清对天体运动神秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

感悟科学是人类进步不竭的动力。

培养学生分工合作，体验科学探究的乐趣。

三、教学目标（1）了解地心说和日心说的基本内容。

（2）掌握理解开普勒三大定律的内容，并能应用。

（3）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。

四、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。

五、教学难点理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。

六、教学过程课前：登陆优教平台，发送预习任务。

根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

1. 【导入】由视频导入人类对宇宙的认知2. 【活动】学生讲解“地球为什么是圆的”由学生自己课下查阅了资料，制作ppt，讲解刚开始人类认知地球为“地方天圆”，后来又意识到该说法是错误的，最后举例验证地球是球形。

3. 【活动】动手实验由学生自行制作模拟实验来验证地球应该为球形。

4. 【活动】学生讲述地心说、日心说学生课下查阅资料制作ppt，讲述地心说、日心说的斗争过程。

5. 【活动】学生实践由学生担任小老师，负责传授给其他同学椭圆的一些基本知识。

6. 【活动】学生讲述“开普勒三大定律”学生课下查阅资料制作ppt，讲解“开普勒三大定律”来源和基本内容。

7. 【讲授】老师讲授“开普勒三大定律”具体内容以及注意点。

8. 【测试】对于本节内容小测，由学生点击要测试的内容，然后举牌示意选项。

9. 【讲授】总结本节课具体内容，由学生自行制作思维导图，老师展示的方式。

人教版高中物理必修二高一《6-1行星的运动》教学设计(第一课时)

（精心整理，诚意制作）
★教学目标
1.知道地心说和日心说的基本内容。

2.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。

3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，真是来之不易的。

★教学过程
一、引入
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、地心说
三、日心说。

高中物理必修2《行星的运动》教学设计

普通高中课程标准实验教科书（义务教育课程标准实验教科书）《物理》必修（必修）2§6.1《行星的运动》教学设计班级备课人备课时间年月日【教学目标】知识与技能1.知道地心说和日心说的基本内容。

2.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。

3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，真是来之不易的。

过程与方法1.体会精确的观察记录在科学研究中的重要地位。

2.对过对开普勒三定律的学习了解天体运动的规律。

情感态度与价值观1.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2.类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

3.了解伽利略等科学家为科学献身的精神，学习前人对问题一丝不苟、孜孜以求的精神。

【教学重点】开普勒行星运动定律【教学难点】对开普勒行星运动定律的理解和应用【课型】新课【教具准备】多媒体投影仪【课时安排】2课时教案（教学过程）一、知识结构近日点远日点二、教学步骤一、引入师：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、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。

代表人物：亚里士多德最先提出，古希腊的托勒密加以完善的三、日心说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。

人教版高一物理必修二第六章 6.1《行星的运动》教学教案设计

《行星的运动》1、知识与技能（1）了解人类对行星运动规律的认识历程。

（2）知道开普勒行星运动定律极其科学价值。

（3）了解开普勒定律中的k值的大小只与中心天体有关。

2、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研究过程，了解观察在认识行星运动规律中的作用，了解人类认识事物本质的曲折过程。

3、情感态度与价值观体会科学家实事就是、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。

体会人类对自然界和谐的追求是科学研究的动力之一。

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．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．多媒体演示：天体运动的图片浏览。

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。

一、古代对行星运动规律的认识问1：．古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”．问2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’?”地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动，“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．“地心说’的代表人物：托勒密(古希腊)．“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力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．问3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读第33页《人类对行星运动规律的认识》，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处．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筒单了．“日心说”代表人物：哥白尼，“日心说”能更完美地解释天体的运动．【例1】下列说法正确的是( )A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B、太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D、“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的解析；“地心说”是错误的，所以A不正确．太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，所以，B、C不正确，从现在的观点看地心说和日心说都是错误的，都是有其时代局限性的。

高中物理必修2教案§61行星的运动_1

§6--1行星的运动课时计划：2节累计课时：授课时间：月日授课类型：讲授课知识目标通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律．能力目标通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述；情感目标使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价；说明：1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.教材分析本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星（后称第谷星，是银河系一颗超新星），打破了历来“恒星不变”的学说．伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学．为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”．开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作．这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神．教法建议具体授课中教师可以用故事的形式讲述．也可通过放资料片和图片的形式讲述．也可大胆的让学生进行发言．在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害．不必给结论，让学生自行得出结论．典型例题关于开普勒的三大定律例1 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。

高一物理必修二第六章：6.1行星的运动教案

第一节行星的运动● 本节教材剖析这节内容对学生来说是抽象的、陌生的，甚至没法去感知 .对天体的运动充满好奇又感觉特别神奇而不易理解 .因此我们一定去指引学生认识人们对星体运动认识的发展过程，从“日心说” 和“地心说”的内容到其二者之间的争辩，从第谷的精心观察到开普勒的数学运算，在学生整体感知的过程中指引学生领会这些大师们的思路、方法及他们的谨小慎微的科学精神，并激发他们热爱科学、探究真谛的求知热忱 .本节内容包含“地心说” “日心说”的内容及争辩的焦点、开普勒定律的内容等知识点.●教课目的一、知识目标1.认识“地心说”和“日心说”两种不一样的看法及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描绘.二、能力目标1.培育学生在客观事物的基础上经过剖析、推理提出科学假定，再经过实验考证的正确认识事物实质的思想方法.2.经过学习，培育学生擅长察看、擅长思虑、擅长着手的能力.三、德育目标1.经过开普勒行星运动定律的成立过程，浸透科学发现的方法论教育，成立科学的宇宙观.2.激发学生热爱科学、探究真谛的求知热忱.●教课要点1.“日心说”的成立过程.2.行星运动的规律 .●教课难点1.学生对天体运动缺少感性认识.2.开普勒怎样确立行星运动规律的.●教课方法1.“日心说”的成立的教课——采纳对照、反证及解说法.2.行星运动规律的成立——采纳挂图、放录像资料或用CAI 课件模拟行星的运动状况 .●教课器具挂图、录像机、录像带、投影器、投电影.●教课步骤一、导入新课我们与无数生灵生活在地球上，白日我们洗浴着太阳的光芒 .夜晚，仰望苍穹，繁星闪耀，漂亮的月亮把我们带入了无穷的联想之中，这浩大无垠的宇宙中有着无数的大小不一、形态万千的天体，它们的神奇一直让我们盼望认识，其实不停地去探究 .而伟大的天文学家、物理学家已为我们的探究开了头，让我们对宇宙来一个初步的认识 .第一，我们来认识行星的运动状况 .板书：行星的运动 .二、新课教课（一）用投电影出示本节课的学习目标1.认识“地心说”和“日心说”两种不一样的看法及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描绘.（二）学习目标达成过程1.“地心说”和“日心说”的发展过程在浩大的宇宙中，存在着无数大小不一、形态万千的星球，而这些天体是怎样运动的呢？在古代，人类最先经过直接的感性认识，建立了“地心说”的看法，以为地球是静止不动的，而太阳和月亮绕地球而转动 .由于“地心说”比较切合人们的平时经验，太阳老是从东边升起，从西边落下，仿佛太阳绕地球转动 .正好，“地心说”的看法也切合宗教神学对于地球是宇宙中心的说法，因此“地心说”统治了人们很长时间 .可是跟着人们对天体运动的不停研究，发现“地心说”所描绘的天体的运动不单复杂并且问题好多 .假如把地球从天体运动的中心地点移到一个一般的、绕太阳运动的行星的地点，换一个角度来考虑天体的运动，很多问题都能够解决，行星运动的描绘也变得简单了 .跟着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的地点为船队导航，因此对行星的运动观察愈来愈精准.再加上第谷等科学家经过长期观察及记录的大批的观察数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完满的解答 .当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使许多人相信地球其实不是一个平台，而是一个球体，哥白尼就开始推断是否是地球每天环绕自己的轴线旋转一周呢？他假定地球其实不是宇宙的中心，它第 3页 /共 10页与其余行星都是环绕着太阳做匀速圆周运动.这就是“日心说”的模型.用“日心说”能较好地和观察的数据相切合，但它的思想几乎在一个世纪中被忽视，很晚才被人们接受 .原由有：（ 1）“日心说”不过一个假定 .利用这个“假定”，行星运动的计算比“地心说”简单得多 .但著作中有很不精准的数据 .依据这些数据得出的结果不可以很好地跟行星地点的观察结果相切合 .（2）当时的欧洲的统治者仍是教会，把哥白尼的学说称为“异端学说” ，由于它不切合教会的利益 .以致这个正确的看法被推延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所有观察资料及观察数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思虑和计算的，但结果老是与第谷的观察数占有 8′的角度偏差 .当时公认的第谷的观察偏差不超出 2′.开普勒想，很可能不是匀速圆周运动 .在这个勇敢思路下，开普勒又经过四年多的勤苦计算，先后否认了 19 种假想，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，证了然哥白尼的“日心说”是正确的 .并总结为行星运动三定律 .同学们，古人的这类对问题的谨小慎微、孜孜以求的精神值得大家学习 .我们对待学习更应当是脚扎实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探究真谛的热忱及坚毅的质量，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.第 4页 /共 10页（ 2）放相关行星运动的录像录像的成效很好，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升一步 .（ 3）开普勒行星运动的规律开普勒对于行星运动的描绘可表述为三定律 .我们主要介绍开普勒第必定律和第三定律 . （4）所有的行星环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 .这就是开普勒第必定律 .行星运动的轨道不是正圆，行星与太阳的距离向来在变 .有时远离太阳，有时凑近太阳 .它的速度的大小、方向时辰在改变 .表示图以下：板书：开普勒第必定律：所有行星环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，可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3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：R2 KT明显 K 是一个与行星自己没关的量，同学们想想， K 有可能与什么相关呢？同学们开始议论、猜想 .都环绕太阳运行，只与中心体相关的一个值了.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同样的 .表达式：R3K （R表示椭圆的半长轴，T 表示公转周期）T 2（6）同学们知道此刻我们已经发现太阳四周有几颗行星了吗？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.评论：（回答的很好），那同学们知道哪颗行星离太阳近来？同学回答：水星 .老师发问：水星绕太阳运行的周期多大？一般学生不知道 .老师告诉学生：水星绕太阳一周需88 天.老师发问：我们生活的地球呢？同学们积极回答：约365 天.3.增补说明（ 1）开普勒第三定律R3K 对所有行星都合适. T 2（ 2）对于同一颗行星的卫星，也切合这个运动规律.比方绕地球运行的月球与人造卫星，就切合这必定律R3K（K′T 2与行星绕太阳的K 值不一样，中心体变， K 值改变）三、稳固练习用投影仪出示练习题（ 1）行星绕恒星的运动轨道假如是圆形，那么它运行周期T 的平方与轨道半径r 的三次方的比为常数，设 T2/r3=K,则常数 K 的大小A.只与恒星的质量相关B.与恒星的质量及行星的质量相关C.只与行星的质量相关D.与恒星的质量及行星的速度相关（ 2）木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳的转动的周期的12倍，则木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运行轨道半长轴的倍.(3)地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50×1011m,周期为 365 天；月球绕地球运行的轨道半长轴为 3.82×108 m,周期为 27.3 天. 则对于绕太阳运行的行星，R3/T2的值为m3/s2;对于绕地球运动的物体， R3/T2的值为m3/s2.参照答案：（略）四、小结经过本节课的学习，我们认识和知道了：1.“地心说”和“日心说”两种不一样的看法及发展过程.行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系R3K （K是与行星2.T 2没关的量） .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一样卫星，它们也切合这个运行规律，即r3(K 与TK2K′是不一样的 ).五、作业1.阅读相关对行星运动的认识的发展史.2.思虑题：把月球及绕地球的同步卫星看作绕地球做匀速圆周运动，试计算一下月球与同步卫星到地面中心的距离比.参照答案：3 900六、板书设计行星的运动1.“地心说”与“日心说”的发展过程.2. 开普勒行星运动定律七、素质能力训练第必定律内容第二定律R3K公式2T1.在古代人们对于天体的运动存在着“地心说”和“日心说”两种对峙的见解 .地心说以为是宇宙的中心，是静止不动的；日心说以为是静止不动的，这两种认识中更科学些.课本、报刊杂志中的成语、名言警语等俯首皆是 ,但学生写作文运用到文章中的甚少,即便运用也很难做到恰到好处。

高中物理必修二教案-6.1行星的运动19-人教版

第一课时行星的运动（教学设计）【设计思想】随着新一轮课程改革的到来，发展学生的核心素养成为课堂教学的中心任务。

这就要求教师在教学过程中必须培育和发展由“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”四个方面的要素构成的物理学科素养。

本节课，通过学生自主学习、了解人类对行星运动的认识历程，逐步建立正确的行星运动的物理观念；通过了解开普勒发现行星运动定律的过程，掌握科学思维、科学方法；通过模仿开普勒利用第谷的观测数据逐步探究发现开普勒第三定律的过程，发展学生科学探究的能力；通过播放布鲁诺为维护科学真理英勇献身的视频，以及罗列开普勒研究过程中一串串数据，培养学生科学精神、科学态度与责任。

【教学目标】知识与技能1．了解人类对行星运动的认识历程以及开普勒发现行星运动定律的过程；2．知道地心说和日心说的基本内容；3．理解并运用开普勒行星运动定律解决实际问题，知道开普勒行星运动定律的价值，了解k值大小只与中心天体有关。

过程与方法1.追寻开普勒发现行星运动定律的历程，掌握科学探究的方法；2.回顾托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等几位科学家对行星运动认识的发展，以及布鲁诺为真理献身的事迹，了解人类认识事物本质的曲折性；3.掌握观察与数学推理相结合的研究科学规律的方法。

情感、态度与价值观1．澄清对天体运动的模糊认识，感悟科学是人类进步不竭的动力；2．体会科学家锲而不舍、严谨细致的科学态度和科学精神。

【学情分析】这节内容对学生来说是抽象而陌生的，甚至无法去感知。

学生对天体的运动既充满好奇又觉得非常神秘而不易理解。

用声像资料配合这节的教学，使学生建立起天体运动的正确空间图景，更好的理解本节课的内容。

高一学生在数学课上还未学习椭圆，为此在“做一做”栏目中让学生动手画椭圆，发现椭圆的特征，增加对椭圆的一些感性认识，为理解开普勒定律做好准备。

教材还明确给出了行星轨道看成“圆”时，开普勒定律的表述。

这样可以简化问题，也避免学生不注意条件而随便套用公式。

人教版高中物理必修二教案：6.1 行星的运动

行星的运动班课教案【学习目标】1．了解地心说与日心说．2．明确开普勒三大定律，能应用开普勒三大定律分析问题．3．知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关．理解引力公式的含义并会推导平方反比规律．4．理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法知识回顾：1.古代人们怎么看待地球，月亮，太阳，星星之间的关系的？答：古人认为月亮，行星，太阳都是以地球为中心绕地球运动。

2.近代16世纪人们怎么看待地球，月亮，太阳，星星之间的关系的？答：近代人们以哥白尼为代表认为，地球，星星都绕着太阳运动。

3.现代人们怎么看待地球，太阳，行星，月亮之间关系的？答：现代人们认为，月亮绕着地球运动，地球和其余的八大行星绕着太阳运动，太阳绕着银河系转动。

银河系处在一个星团中（星团有，猎户座，射手座，巨蟹座，等诸多星团）知识点一、天体学术的发展地心说：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球做圆周运动．公元2世纪的希腊天文学家托勒密使地心说发展和完善起来，由于地心说能解释一些天文现象，又符合人们的日常经验(例如我们看到太阳从东边升起，从西边落下，就认为太阳在绕地球运动)，同时地心说也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以得到教会的支持，统治和禁锢人们的思想达一千多年之久．日心说：16世纪，波兰天文学家哥白尼(1473～1543年)根据天文观测的大量资料，经过长达40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心体系”宇宙图景．日心体系学说的基本论点有：(1)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．(2)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．(3)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．(4)与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多．开普勒发现行星运动定律：(1)丹麦天文学家第谷连续20年对行星的位置进行了精确的测量，积累了大量的数据．到1601年他逝世时，这些耗尽了他毕生心血获得的天文资料传给了他的助手德国人开普勒．(2)开普勒通过长时间的观察、记录、思考与计算，逐渐发现哥白尼把所有行星运动都看成是以太阳为圆心的匀速圆周运动似乎简单了一些，因为它与实际观察到的数据有着不小的出入．(3)开普勒承担了准确地确定行星轨道的任务，他仔细研究了第谷对行星位置的观测记录，经过四年多的刻苦计算，所得结果与第谷的观测数据至少有8′的角度误差，那么这不容忽视的8′可能就是人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的．最后开普勒发现行星运行的真实轨道不是圆，而是椭圆，并于1609年发表了两条关于行星运动的定律．(4)开普勒在发表了第一定律和第二定律后，进一步研究了不同行星的运动之间的相互关系，在1619年又发表了行星运动的第三条定律．开普勒提出描述行星运动的规律，使人类的天文学知识提高了一大步，他被称为“创制天空法律者”．开普勒第一定律(轨道定律)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．不同行星椭圆轨道则是不同的．开普勒第一定律说明了行星的运动轨道是椭圆，太阳在此椭圆的一个焦点上，而不是位于椭圆的中心．不同的行星位于不同的椭圆轨道上，而不是位于同一椭圆轨道，再有，不同行星的椭圆轨道一般不在同一平面内．开普勒第二定律(面积定律)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．如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t 2－t 1＝t 4－t 3如，那么S A ＝S B ，由此可见，行星在远日点a 的速率最小，在近日点b 的速率最大．开普勒第三定律(周期定律)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．若用a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，即32a k T=(其中，比值k 是一个与行星无关的常量)例题1. 假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km ，地球同步卫星距地面高度为36000km ，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动，每当两者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（）A ．4次B ．6次C ．7次D ．8次【答案】C【思路点拨】当它们从距离最远到距离最近，转动的角度相差2n ππ+（n=0,1,2,3……）【解析】根据开普勒第三定律32113222R T R T =，其中124200640013600064004R km km R km km +==+，故1218T T =，已知地球同步卫星的运行周期为24h ，因而载人宇宙飞船的运行周期12438T h h ==，由匀速圆周的角速度2T πω=可分别得，宇宙飞船的角速度为2/3rad h π，同步卫星的角速度为/12rad h π，若追击距离为一个半圆，则所需追击时间为11227()312t h h πππ==-，此后若追击距离变为一个圆周，则追击时间222427()312t h h πππ==-，依次类推：(2)12(21)27()312n n n t h h ππππ++==- （n=0,1,2,3……）可得到24h 内共用时1567h 完成追击7次【总结升华】首先运用开普勒第三定律求解出同步卫星与宇宙飞船的周期之比，再根据它们之间的角度差计算出24h 以内的所有的追击时间，最后统计追击次数。

高中物理必修二 61行星的运动教案新人教版.doc

6.1行星的运动
1.了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）。

2.了解开普勒对行星运动的描述。

开普勒行星运动定律
讲练结合
课件
一、地心日心说
1、地心说：在古代，人们根据日常的观察和经验，提出了“地心说”：
2、日心说：哥白尼的“日心说”及其重要意义：
二、开普勒行星运动定律
1、开普勒第一定律（又叫椭圆轨道定律）：
所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

2、开普勒第二定律（又叫面积定律）：
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间內扫过相等的面积。

3、开普勒第三定律（叉叫周期定律）：
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。

其中，a为椭圆轨道的半长轴，T为公转周期，K是与行星无关的常量。

%1.行星运动的近似处理
1、轨道近似为圆：圆周运动
2、角速度（或线速度）不变：匀速圆周运动
3、^=K ,其中K=^（M为太阳质量）与行星无关。

T-4沪
W11有两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期之比为27：1,则它们的轨道半径之比为：
A. 3： 1
B. 9： 1
C. 27： 1
D. 1： 9
W2】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少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样。

1、教材：P5——（3）
2、学海导航：P2——4。

高中物理教学设计：6.1行星的运动2人教版必修2

第1节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”两种不同的观点及进展进程.2.明白开普勒对行星运动的描述.（二）学习目标完成进程1.“地心说”和“日心说”的进展进程在浩瀚的宇宙中，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熟悉，成立了“地心说”的观点，以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，太阳老是从东边升起，从西边落下，恍如太阳绕地球转动.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”统治了人们很长时刻.可是随着人们对天体运动的不断研究，发觉“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.若是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，许多问题都能够解决，行星运动的描述也变得简单了.随着世界航海事业的进展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因此对行星的运动观测愈来愈精准.再加上第谷等科学家经太长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很宝贵出完美的解答.那时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使很多人相信地球并非是一个平台，而是一个球体，哥白尼就开始推测是不是地球天天围绕自己的轴线旋转一周呢？他假设地球并非是宇宙的中心，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，很晚才被人们同意.原因有：（1）“日心说”只是一个假设.利用那个“假设”，行星运动的计算比“地心说”容易患多.但高作中有很不精准的数据.按照这些数据得出的结果不能专门好地跟行星位置的观测结果相符合.（2）那时的欧洲的统治者仍是教会，把哥白尼的学说称为“异端学说”，因为它不符合教会的利益.致使那个正确的观点被推延一个世纪才被人们所同意.德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全数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试探和计算的，但结果老是与第谷的观测数据有8′的角度误差.那时公认的第谷的观测误差不超过2′.开普勒想，极可能不是匀速圆周运动.在那个斗胆思路下，开普勒又通过四年多的刻苦计算，前后否定了19种假想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，而且运动轨迹为椭圆，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.同窗们，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.咱们对待学习更应该是脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问，要有酷爱科学、探索真理的热情及顽强的品质，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熟悉.（2）放有关行星运动的录像录像的效果专门好，很直观，让同窗能看到三维的立体画面，让同窗们的感性熟悉又提高一步.（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.咱们主要介绍开普勒第必然律和第三定律.（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核心上.这就是开普勒第必然律.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.示用意如下：板书：开普勒第必然律：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核心上.（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.每一个行星的椭圆轨道只有一个，可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.咱们用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，同窗们想一想，K有可能与什么有关呢？同窗们开始讨论、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）同窗们明白此刻咱们已经发觉太阳周围有几颗行星了吗？别离是什么？学生回答：金、木、水、火、土、地球、天王星、海王星、冥王星.评价：（回答的专门好），那同窗们明白哪颗行星离太阳最近？同窗回答：水星.老师提问：水星绕太阳运转的周期多大？一般学生不明白.老师告知学生：水星绕太阳一周需88天.老师提问：咱们生活的地球呢？同窗们踊跃回答：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，也符合那个运动规律.比如绕地球运行的月球与人造卫星，就符合这必然律（K′与行星绕太阳的K 值不同，中心体变，K值改变）4、小结通过本节课的学习，咱们了解和明白了：1.“地心说”和“日心说”两种不同的观点及进展进程.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，还明白对一个行星的不同卫星，它们也符合那个运行规律，即(K与K′是不同的).五、板书设计行星的运动.6.作业：阅读课文深切了解天体的运动规律完成P36练习题。

人教版高一物理必修二 6.1行星的运动教学设计

§6.1 行星的运动【学习目标】1. 了解在物理学史中人类对行星运动规律的认识历程，能熟练复述开普勒行星运动定律。

2. 掌握简化处理行星运动规律的思路方法和依据3.体会天文学家在认识自然的过程中，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精神和态度，激发内心深处的学习热情。

【学习重难点】1.重点：开普勒行星运动定律2.难点：周期定律的理解和应用。

【学习方法】自主学习、合作交流、讲授法、练习法等。

【课时安排】 1课时【学习过程】一、导入新课：浩瀚夜空，月朗星稀，抬头仰望，厚重和敬畏。

辛弃疾曾说，飞镜无根谁系，姮娥不嫁谁留？你是否也有这样的不解和困惑？本节课我们和天文学史巨匠一起初探行星运行的奥秘。

二、多媒体展示问题，学生带着问题学习教材，交流讨论。

1.简述哥白尼的“日心说”的主要观点和历史评价。

2.简述开普勒行星运动定律的基本内容。

3.如何简化应用处理行星运动定律？三、师生互动参与上述问题的学习与讨论1.学生互动学习交流发言。

2.教师指导、帮助学生进一步学习总结（结合课件展示）。

（1）人类对行星运动规律认识的历史进程①托勒密：地心宇宙。

地球是宇宙的中心，地球是静止不动的，太阳、月亮和星星绕地球转动。

②哥白尼：拦住了太阳，推动了地球太阳是宇宙的中心，行星和地球绕太阳做匀速圆周运动。

这是一次真正的科学革命，因为它使人们的世界观发生了重大变革。

③布鲁诺：宇宙没有中心支持哥白尼的“日心说”并发展“日心说”，指出太阳并不是宇宙的中心，只是太阳系的中心，宇宙没有中心。

④第谷·布拉赫：天才的观测家第谷全心投入到行星位置的测量中，把人们测量天体位置的误差大约10′减小到2′。

⑤开普勒：真理超出期望杰出的数学才能和长期的观测研究后，先后于1609年和1619年发表了行星运动的三个定律。

开普勒关于行星运动的描述为后来牛顿万有引力定律的发现奠定了基础。

（2）开普勒行星运动定律。

高中物理新课标人教版必修2优秀教案61行星的运动

第六章万有引力与航天本章设计本章主要在讲述了万有引力定律的发现及其在天体运动中的应用.万有引力定律是在哥白尼、伽利略、开普勒等人的天文学研究成果根底上，由牛顿运用力学原理发现的重要定律.万有引力定律说明了宇宙万物之间普遍存在的相互作用力的规律,为人们认识天体的运动奠定了根底.本章教材内容可分为三个单元:第一单元(第1节—第3节):介绍万有引力定律的建立过程.从观察行星运动、描述行星运动规律开始，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规律.牛顿根据这些的运动规律，探究运动规律的原因，先提出猜测，再经月—地检验，再将其合理推广到一切物体之间，得到万有引力定律.第二单元〔第4节—第5节〕：列举万有引力定律的成就.一是理论成就“称量地球的质量〞“发现未知天体〞等；二是其实践成就，航天事业的开展及其巨大成果.第三单元(第6节):经典力学的局限性.从低速到高速、从微观到宏观、从弱引力到强引力三个方面提出问题，留给学生思考的空间.本章的重点内容是:万有引力定律在天体运动中的应用、人造卫星的发射和运行及航天活动，难点是万有引力定律的发现过程及天体运动的综合性分析与计算.在理解和把握本章内容时,要和前一章的匀速圆周运动结合起来,找出物体做圆周运动的半径,以及做圆周运动的向心力由哪些力来提供,从而求出题目所要求的结果,切不可不加分析死记硬背.文本式教学设计整体设计本节内容包括“地心说〞“日心说〞的内容及争论的焦点、开普勒三大定律的内容等知识点.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律作铺垫,因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律,而是将三大定律的内容综合在一起加以说明,节后也没有安排练习.本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开展过程,从“日心说〞和“地心说〞的内容到其两者这间的争论，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.教学重点对开普勒三大定律的理解.教学难点1.开普勒三大定律的适用范围.2.对开普勒第三定律中k的理解.课时安排1课时三维目标知识与技能1.了解地心说和日心说的根本内容.2.明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题.3.知道人类对行星运动的认识过程.过程与方法1.了解观察在发现行星运动规律中的作用.认识物理实验在物理学开展过程中的重要作用.2.了解科学研究方法对人类认识自然的重要作用.情感态度与价值观1.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.2.通过人类对行星运动规律认识过程的曲折与艰辛,学习科学家们实事求是、尊重客观事实、敢于坚持真理、勇于创新和不怕牺牲的科学态度与科学精神.教学过程导入新课故事导入?天问?是战国时期楚国伟大诗人屈原的佳作,屈原对茫茫宇宙提出了一系列问题：“遂古之初，谁传道之？〞上下未形，何由考之？……夜光何德，死那么又育？厥利维何，而顾菟在腹？〞这些都反映了人类对星空的向往，表达了人类了解自然奥秘的渴望.面对浩瀚的星空,哪里才是宇宙的中心?“地心说〞“日心说〞孰是孰非？情景导入太阳每天东升西落；月亮由东向西运行，有时弯如镰，有时圆如盘，每月变化一次；天上的星星有的看起来不动，有的如闪电划过夜空，日月星辰的这些运动，人们从遥远的古代就注意了.但是,日月交替,斗转星移,天体的运动遵循什么规律?浩瀚星空,哪里才是宇宙的中心?从这一节开始,我们将学习这些规律.复习导入复习旧知：圆周运动的根本公式⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=======⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧======动也适用于非匀速圆周运即适用于匀速圆周运动只适用于匀速圆周运动,22222222v m r m r mv F v r r v a tv v r T T t T r t s v ωωωωωωπππϕωπ匀速圆周运动的特点:速率、角速度不变，速度、加速度、合外力大小不变，方向时刻变化.合外力就是向心力,它只改变速度方向.非匀速圆周运动:合外力一般不是向心力,它不仅要改变物体速度大小(切向分力),还要改变速度方向(向心力).生活中的圆周运动⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧离心现象航天器中的失重现象汽车过拱形桥火车转弯很多天体的运动就是圆周运动,在学习中我们将应用圆周运动的知识解决天体运动的问题.本节课我们先学习第一节:行星的运动. 推进新课一、“地心说〞和“日心说〞的开展过程课件展示：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转动.因为“地心说〞比拟符合人们的日常经验，太阳总是从东边升起，从西边落下，好似太阳绕地球转动.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开展,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,哥白尼就开始推测地球是不是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.设计意图：通过观看上述材料,让学生了解前人对问题的一丝不苟、孜孜以求的精神,引导学生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，来实现自己的人生价值.问题探究通过观看上述材料及课本内容，要求学生解决以下问题：1.在古代，人们对天体的运动的认识有哪几种学说？2.各个学说的内容是怎样的？代表人物是谁？3.哪种学说更先进？用现在的观点，如何认识这两种学说？4.是哪位科学家否认了古人的观点？他发现了什么规律？学生思考、交流后总结出结论：1.地心说：地球是静止不动的，地球是宇宙的中心.代表人物:托勒密(古希腊).托勒密(Ptolemy,90—168)地心说符合人们的直接经验,同时也符合势力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.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.代表人物:哥白尼.哥白尼(Nicolaus Copenicus,1473—1543)3.日心说能更完美地解释天体的运动.古代的两种学说都不完善,因为太阳、地球等天体都是运动的.鉴于当时对自然科学的认识能力,日心说比地心说更先进.4.开普勒否认了古人认为天体做匀速圆周运动的观点,他发现了行星的运动规律.二、开普勒运动定律1.第谷的观测2.开普勒对行星运动的描述［教师活动］1.出示行星运动的挂图.2.放有关行星运动的录像.通过放录像,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.［课件展示］开普勒行星运动的规律开普勒第一定律: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.如右图所示:说明：该定律又叫椭圆轨道定律,行星与太阳间的距离一直在变.开普勒第二定律:对于任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.如下图.说明：该定律又叫面积定律.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.说明：该定律又叫周期定律.数学表达式：23T a =k,或者22322131T a T a ,其中a 为椭圆轨道的半长轴，T 为公转周期.实践拓展实际上,多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近,所以在中学阶段的研究中能够按圆处理,那么开普勒三大定律应该如何表述? 引导学生思考,讨论.明确:第一定律:多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心.第二定律:对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)不变,即行星做匀速圆周运动.第三定律:所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等.设计意图:通过该实践拓展使学生了解处理物理问题的一般方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,提高学生逻辑思维能力及归纳总结能力. 疑难探究疑难点一：开普勒第三定律中的k 如何理解?它由什么因素决定?疑难点二：开普勒三定律是通过研究行星运动的规律得出的,那么卫星绕行星运动是否也遵守这些规律呢?如果遵守该如何表述?疑难点三：我们通常将行星的轨道近似为圆,这样合理吗?释疑1：比值k 是一个与行星无关的常量,只跟行星所围绕的天体有关,即由中心天体决定,因此对于绕同一天体运行的行星此比值是相同的.开普勒第三定律也适用于卫星绕行星的运动,这时的比值是与行星无关的常量. 此结论可由下题得出:下表所给出的是太阳系中八大行星绕太阳做椭圆运动的平均轨道半径的数值和周期的数值.从表中任意选择三个行星验证开普勒定律,并计算常量k=23TR 的值.由学生自己动手计算，可提高学生动手计算的能力，并加深k 的决定因素的理解.通过计算得出k 值近似相等,得出k 由中心天体来决定.释疑2：研究说明开普勒三定律同样适用于卫星绕行星的运动,即卫星绕行星运动的轨道是椭圆,行星位于椭圆的一个焦点上;行星与卫星的连线在相等的时间内扫过的面积相等;同一行星的卫星轨道半长轴的三次方跟运转周期平方的比值都相等.(只不过此时的23TR =k′中的恒量k′与行星中的比值不同)方法链接：处理问题时可以作合理的近似.释疑3：经观测,多数大行星的轨道十分接近圆,所以中学阶段的研究中可以按圆处理. 典型例题例1 (开普勒第二定律的应用)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 ,那么过近日点时的速率为( ) A.v b =a v ab B.v b =a v b a C.v b =a v baD.v b =a v a b 解析：如下图，A 、B 分别为远日点、近日点.由开普勒第二定律,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Δt,那么有v a ·Δt·a=v b ·Δt·b ，所以v b =a v ba. 答案：C例2 〔开普勒第三定律的应用〕有一个名叫谷神的小行星〔质量为m=1.00×1021 kg 〕,它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍),求它绕太阳一周所需要的时间.解析：假设地球绕太阳运动的轨道半径为R 0,那么谷神绕太阳运动的轨道半径为R=2.77R 0 地球绕太阳运动的运动周期为T 0=365天即T 0=31 536 000 s依据23T R =k 可得:对地球绕太阳运动有：2030T R =k对谷神绕太阳运动有：23TR =k联立上述两式解得:T=33R R ·T 0. 将R=2.77R 0代入上式解得：T=0377.2T所以，谷神绕太阳一周所用时间为：T=0377.2T =1.45×108 s.答案：1.45×108 s例3 飞船沿半径为R 的圆周绕地球运动,其周期为T,如果飞船要返回地面,可以在轨道上的某一点A 处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动,椭圆和地球外表在B 点相切,如下图.如果地球半径为R,求飞船由A 点到B 点所需的时间.解析：由开普勒第三定律知,飞船绕地球做圆周(半长轴和半短轴相等的特殊椭圆)运动时,其轨道半径的三次方跟周期的平方的比值,等于飞船绕地球沿椭圆轨道运动时,其半长轴的三次方跟周期平方的比值.飞船椭圆轨道的半长轴为2R R ,设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′,那么有23023'8)(T R R T R +=,而飞船从A 点到B 点所需的时间为:t=RR R R T R R T 24)(2'00++=. 答案：RR R RTR R 24)(00++ 总结：开普勒定律是对行星绕太阳运动规律的总结，该结论对卫星绕行星的运动情况也成立.对于同一行星的不同卫星,圆轨道半径的三次方与运动周期的二次方之比等于常量,且该常量与卫星无关.注意：在开普勒第三定律23Ta =k 中,要注意a 是椭圆半长轴,不是飞船到地球的距离.课堂训练1.关于行星的运动,以下说法中正确的选项是( )A.关于行星的运动,早期有“地心说〞与“日心说〞之争，而“地心说〞容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落B.所有行星围绕太阳运动的椭圆轨道都可近似地看作圆轨道C.开普勒第三定律23TR =k ，式中k 的值仅与太阳的质量有关D.开普勒第三定律也适用于其他星系的行星运动2.木星绕太阳运动的轨道是椭圆，那么木星在椭圆轨道上运动的速度的大小是( ) A.恒定不变的 B.近日点大、远日点小 C.近日点小、远日点大 D.无法判定3.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球轨道半径的1/3，那么此卫星运行的周期大约是(d 为“天〞)( )A.1 d —4 d 之间B.4 d —8 d 之间C.8 d —16 d 之间D.16 d —20 d 之间 4.阅读以下信息，并结合该信息解题.开普勒从1609—1619年发表了著名的开普勒行星三定律.第一定律:所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳在这个椭圆的一个焦点上.第二定律:太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等. 实践证明,开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动.如果人造地球卫星沿半径为r 的圆形轨道绕地球运动的周期为T,当开动制动发动机后,卫星速度降低并转移到与地球相切的椭圆轨道,如图,问在这之后,卫星经过多长时间着陆?空气阻力不计.地球的半径为R,地球外表的重力加速度为g,圆形轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式. 参考答案：1.解析：由行星运动规律的发现过程知A 正确.实际的行星轨道非常接近圆,所以B 正确.23TR =k中的k 由中心天体质量决定,所以C 正确.经过理论分析,开普勒三定律适用于其他星系的行星运动,所以D 正确,应选A 、B 、C 、D.答案：ABCD 2.B3.解析：由开普勒第三定律,2323月月卫卫T R T R =T 卫=23323)27()31(d R T R •=•月月卫≈6 d所以选项B 正确. 答案：B4.解析：设卫星在圆轨道上运行周期为T,椭圆轨道上周期为T′,由开普勒第三定律卫星着陆时间t=T rrR r r R T •++=24)(2'. 答案：T rrR rr R •++24)( 课堂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〞两种不同的观点及开展过程.2.开普勒行星运动规律⎪⎩⎪⎨⎧周期定律面积定律椭圆轨道定律)3()2()1(布置作业1.阅读有关对行星运动的认识的开展史.2.把月球及绕地球的同步卫星(周期与地球自转周期相同)看作绕地球做匀速圆周运动,试计算一下月球与同步卫星到地面中心的距离比.板书设计 1 行星的运动一、古代天体运动的学说⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧代表人物内容日心说代表人物内容地心说二、开普勒行星运动定律⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=k T a 23周期定律面积定律椭圆轨道定律活动与探究课题：从季节的变化上证明行星绕太阳的运动是椭圆.在二十四节气里,春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春夏秋冬四季，试根据相关知识说明为什么秋冬两季比春夏两季要少几天.〔春分、秋分是太阳直射赤道；夏至是太阳直射北回归线，冬至是太阳直射南回归线〕思路：从地球绕太阳的运动规律入手，明确四季交替时太阳与地球的相对位置，建立起空间图景，根据春分、夏至、秋分、冬至的规定和物体的运动规律进行论证. 论证：假设〔1〕：地球绕太阳做匀速圆周运动，根据春分、夏至、秋分、冬至的规定，建立如下图的空间关系.因为南北回归线相对于赤道对称，根据圆周运动的知识，可知从冬至到春分和从春分到夏至的运动时间应该相等，即秋冬两季和春夏两季的时间应相等，但事实是秋冬两季比春夏两季时间要短，说明地球绕太阳的运动不是匀速圆周运动.既然不是圆周运动,那是什么运动呢? 假设〔2〕：地球绕太阳做椭圆运动，而太阳位于椭圆的一个焦点上，建立如下图的空间关系.根据曲线运动的受力特点，地球必受太阳的引力作用，当地球从冬至到春分再到夏至的过程中，太阳对地球的引力要做负功，因为引力的方向与运动方向的夹角大于90°，速度减小，所以v 冬至＞v 夏至,而春夏两季和秋冬两季所走的路程根本相等，速度不同，所以时间不同，由于地球在秋冬两季时运动速度大，所以时间要短些.春夏两季一般在186天左右，而秋冬两季只有179天左右.习题详解 1.解答：行星绕太阳的运动按圆轨道处理，根据开普勒第三定律有：2323火星公转火日地球公转地日Tr Tr =33233215.1==地球公转地日火日火星公转T rr T ×3652 T 火星公转=35.1×365天=670天.2.解答：根据开普勒第二定律，卫星在近地点速度较大,在远地点速度较小.3.解答：设通信卫星离地心的距离为r 1、运行周期为T 1，月心离地心的距离为r 2、月球绕地球运行的周期为T 2，根据开普勒第三定律，22322131T r T r =9127132********===T T r r . 4.解答：根据开普勒第三定律2323彗星绕日彗日地球绕日地日Tr Tr =得到：T 彗星绕日2=33地日彗日r r ×T 地球绕日2=〔118〕×12 T 彗星绕日=318年≈76.4年那么哈雷彗星下次出现的时间是：1986+76=2062(年).设计点评本教学设计为了使学生感受科学家对科学不懈追求的动力,体会科学家们朴实的科学价值观,促进学生自身科学价值观的形成，大量展现了对行星运动认识的开展史.在讲解完行星运动三大定律后,为了使学生能尽快掌握所学知识,先精选了三个典型例题,接着又推出四个课堂训练.这样讲练结合,使学生掌握起来比拟容易,为下一节推导万有引力定律做了铺垫.。