公开课教案 行星的运动
行星的运动教案全文剖析

可编辑修改精选全文完整版行星的运动教案教案标题:探索行星的运动教学目标:1. 理解行星的运动包括公转和自转,并能描述其特点。
2. 掌握行星运动的规律,包括公转周期、自转周期和轨道形状。
3. 能够解释地球的日周运动和年周运动。
4. 培养学生的观察能力和科学探究能力。
教学准备:1. 投影仪或电子白板。
2. 行星模型或图片。
3. 常见行星的相关资料。
教学步骤:引入活动:1. 利用投影仪或电子白板展示行星的照片或模型,引起学生的兴趣,激发他们对行星运动的好奇心。
2. 向学生提问:你知道地球以及其他行星是如何运动的吗?请简单描述一下。
探究行星运动:3. 分组讨论:将学生分为小组,让他们根据自己的观察和推理,讨论行星的运动规律,并记录下自己的发现。
4. 组织讨论:每个小组派代表分享他们的发现,其他小组进行补充和讨论。
教师引导学生总结行星的运动规律。
解释行星运动:5. 教师进行解释和补充:根据学生的发现和讨论,教师对行星运动的规律进行解释和补充,包括公转、自转、轨道形状等概念。
6. 利用投影仪或电子白板展示行星运动的动画或模拟示意图,帮助学生更好地理解。
应用行星运动:7. 学生练习:让学生以小组为单位选择一个行星来研究,包括该行星的公转周期、自转周期和轨道形状等信息。
然后让他们设计一张海报或口头报告来介绍该行星的运动特点。
8. 学生展示:每个小组依次展示他们的海报或口头报告,其他学生进行提问和讨论。
总结和评价:9. 教师总结:教师对课堂内容进行总结,强调行星的运动规律和特点。
10. 学生评价:让学生用自己的话总结行星的运动规律,并分享自己在活动中的收获和困惑。
拓展活动:11. 观察夜空中的星星和行星:组织学生进行观星活动,观察夜空中的行星和星星,让他们思考这些行星的运动是如何展示在夜空中的。
教学延伸:可以结合天文学、地理学等相关知识,深入学习关于行星系统、星球间的相对位置和距离等更深入的内容,进一步增强学生对行星运动的理解和兴趣。
高中物理教案行星的运动
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高中物理教案行星的运动
一、教学内容
高中物理:行星的运动
二、教学目标
1. 掌握行星的运动规律;
2. 了解行星运动的特点;
3. 学会用轨道方程求解行星运动的特征;
4. 理解行星的运动规律的宏观意义。
三、教学重点
1. 行星的运动规律;
2. 行星运动的特点;
3. 行星运动的特征;
4. 行星运动的宏观意义。
四、教学难点
1. 掌握行星运动的特征;
2. 理解行星运动的宏观意义。
五、教学准备
1. 教学课件;
2. 行星运动的实验设备;
3. 理论讲解模型;
4. 行星运动的演示动画。
六、教学过程
1. 导入新课:让学生观看行星运动的演示动画,引出行星运动的概念;
2. 讲授理论知识:讲解行星运动的特点和规律,讲解轨道方程;
3. 实验演示:通过实验演示,让学生体验行星运动的特征;
4. 总结归纳:总结行星运动的规律,归纳行星运动的宏观意义;
5. 作业设计:设计相关的习题,让学生加深对行星运动的理解。
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思
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人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思1. 教学目标本次教学的目标是让学生能够:1.理解行星的运动轨迹和规律。
2.掌握行星加速度的计算方法。
3.熟悉行星的运动模拟实验过程,能够正确分析实验数据。
4.了解行星运动与宇宙物理学的关系。
2. 教学重难点教学重点:1.行星的运动轨迹和规律。
2.行星的加速度的计算方法。
教学难点:1.行星运动的三大运动定律如何应用。
2.通过模拟实验计算出行星的加速度值。
3. 教学内容3.1 行星的运动轨迹和规律行星运动的规律是由开普勒三定律给出的,行星按照椭圆轨道绕太阳公转。
具体而言,第一定律是说行星的轨道为椭圆,太阳在椭圆两个焦点中间一个。
第二定律是说,当行星接近太阳的时候,行星的速度会加快,离太阳越远的时候,行星的速度会减慢。
第三定律是说,行星公转的周期的平方与行星到太阳距离的立方成正比。
3.2 行星加速度的计算方法行星的加速度包含两个部分,一是因为行星距离太阳的距离不同,另一个是因为行星速度不同。
因此,可以通过计算太阳引力对行星的作用和行星向心力的大小来计算行星的加速度。
具体而言,行星到太阳的距离为r,行星的轨道速度为v,太阳对行星的引力大小为F,那么行星的加速度为$a=\\frac{F}{m}=\\frac{GM}{r^2}$,其中G为万有引力常数,M为太阳质量。
4. 教学步骤4.1 模拟实验通过模拟实验的方式让学生直观感受行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.将学生分成小组,每个小组选出一名组长,负责掌握实验流程和数据采集。
2.教师介绍实验流程,让学生了解实验目的和结果。
3.小组成员们进行数据采集,记录行星的轨迹和速度数据,并进行数据处理和分析。
4.组长将小组实验结果展示给整个班级,让学生互相交流和讨论。
4.2 讲解理论知识基于模拟实验结果,讲解相关理论知识,包括行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.介绍行星运动的三大定律,并让学生理解应用方式。
2.讲解计算行星加速度的方法,强调引力和向心力的作用。
§6-1《行星的运动》教学案
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§6-1《行星的运动》学习目标1、知道地心说和日心说两种观点及其代表人物2、会画椭圆,知道椭圆的半长轴和焦点;了解开普勒行星运动三定律3、;能用开普勒行星运动三定律分析一些简单的行星运动问题.学习内容一、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,其代表人物为;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,其代表人物为二、开普勒行星运动三定律(轨道、面积、周期):(1)开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.做一做:用图钉和细绳画椭圆想一想:椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距寓之和有什么关系?(2)开普勒第二定律:对于每一个行星而言,在相等的时间内扫过的相等.例1.根据开普勒行星运动定律的内容,你认为下列说法正确的()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探究活动:下表给出了太阳系八大行星的平均轨道半径和周期的数值,你能发现什么规律?(3)开普勒第三定律:所有行星的的三次方跟的二次方的比值都相等,比值k是一个与的恒量.只与有关。
例2.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。
练习:有一个名叫谷神的小行星,质量为m=1.00×1021kg,它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍,求谷神星绕太阳一周所需要的时间。
总结:行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理。
这样就可以说:1、2、3、作业:课后习题1、2、3、4。
《行星的运动》参考教案
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《⾏星的运动》参考教案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.。
行星的运动教案设计
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一、教学目标1. 让学生了解行星的运动特点和规律。
2. 使学生掌握开普勒定律及其在行星运动中的应用。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 行星的运动特点2. 开普勒定律3. 行星运动规律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:行星的运动特点,开普勒定律,行星运动规律的应用。
2. 教学难点:开普勒定律的推导和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究行星运动的规律。
2. 利用多媒体动画演示行星运动,增强学生直观感受。
3. 案例分析法,分析行星运动在现实生活中的应用。
五、教学过程1. 引入新课:通过讲解行星的运动特点,激发学生兴趣。
2. 讲授行星的运动特点:介绍行星运动的规律,如椭圆轨道、面积速率恒定等。
3. 讲解开普勒定律:阐述开普勒第一、第二、第三定律的定义及其推导过程。
4. 应用开普勒定律分析行星运动:举例说明开普勒定律在行星运动中的应用。
5. 分析行星运动在现实生活中的应用:介绍行星运动在航天、地球科学等领域的应用。
6. 课堂互动:学生提问、讨论,解答疑惑。
行星的运动教案设计一、教学目标1. 使学生了解开普勒定律及其对行星运动规律的描述。
2. 让学生通过观察和分析,掌握行星运动的规律。
3. 培养学生的科学探究能力和团队协作精神。
二、教学内容1. 开普勒定律的描述和解释。
2. 行星运动的规律。
3. 行星运动规律在现实生活中的应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:开普勒定律的内容及其对行星运动的解释。
2. 教学难点:开普勒定律的推导和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究行星运动的规律。
2. 利用多媒体动画演示行星运动,增强学生直观感受。
3. 案例分析法,分析行星运动在现实生活中的应用。
五、教学过程1. 引入新课:通过讲解行星的运动特点,激发学生兴趣。
2. 讲授行星的运动特点:介绍行星运动的规律,如椭圆轨道、面积速率恒定等。
3. 讲解开普勒定律:阐述开普勒定律的内容,引导学生理解开普勒定律对行星运动的解释。
第1节 行星的运动 教学设计
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第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动[学习目标]1.了解人类对行星运动规律的认识历程.2.知道开普勒定律的内容.3.能用开普勒定律分析一些简单的行星运动问题.知识点1地心说与日心说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.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.知识点2开普勒定律1.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.2.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.3.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.其表达式为a3T2=k,其中a是椭圆轨道的半长轴,T是行星绕太阳公转的周期,k是对所有行星都相同的常量.[判一判](1)各行星围绕太阳运动的速率是不变的.()(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,行星的公转周期越长.()(4)可近似认为地球围绕太阳做圆周运动.()(5)行星绕太阳运动一周的时间内,它与太阳的距离是不变的.()(6)公式a3T2=k,只适用于轨道是椭圆的运动.()提示:(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×[想一想](1)请利用你学习的知识分析哪个小孩说得更有道理?(2)如何理解开普勒第三定律中的常量k?提示:(1)第二个小孩说得更有道理,因为地球有绕地轴的自转和绕太阳的公转,地球每天自转一周,因此坐在家中的小孩相对“家”虽然没有动,但随地球旋转了一周,路程大约是8万里.(2)当行星绕太阳运行时,虽然轨道半径和周期各不相同,但是k=a3T2相同,常量k与行星无关,但与中心天体有关.中心天体不同,常量k一般也不相同,即k值是由中心天体决定的,与环绕天体无关.例如卫星绕地球运行的k值与行星绕太阳运行的k值不同,k不是一个普适常量.总结一下就是:①对同一中心天体,k值不变.②对不同的中心天体,k值不同.③k值大小由中心天体的质量决定.1.(对开普勒定律的理解)关于行星的运动,下列说法正确的是()A.关于行星的运动,早期有“地心说”与“日心说”之争,“日心说”理论是完美无缺的B.所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,且近日点速度小,远日点速度大C.开普勒第三定律r3T2=k,式中k的值仅与中心天体的质量有关D.卫星围绕行星运动不满足开普勒第三定律解析:选 C.地心说认为地球是宇宙的中心,其他天体都绕地球运行;日心说认为太阳是宇宙的中心,所有天体都绕太阳运行.不论是日心说还是地心说,在研究行星运动时都是有局限性的,A错误;根据开普勒行星运动定律,所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,且近日点速度大,远日点速度小,B错误;开普勒第三定律r3T2=k,式中k的值仅与中心天体的质量有关,C正确;卫星围绕行星运动也满足开普勒第三定律,D错误.2.(对开普勒定律的理解)关于开普勒行星运动定律,下列说法不正确的是()A.所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上B.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C.行星在近日点的速率小于在远日点的速率D.对于开普勒第三定律a3T2=k,k值是与a和T均无关的值解析:选C.由开普勒第一定律知A正确;由开普勒第二定律可知,太阳系的任一行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,由于行星在近日点与太阳的连线短,则运行速率必然大,故B正确,C错误;由开普勒第三定律可知,D正确.3.(对开普勒第三定律的理解)(多选)对于开普勒第三定律的公式a3T2=k,下列说法正确的是()A.公式只适用于轨道是椭圆的运动B.式中的k值,对于所有行星都相等C.式中的k值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星无关D.该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星解析:选CD.圆是椭圆的特例,故公式既然适用于椭圆轨道的卫星,也就适用于圆轨道的行星,但此时公式中的a为轨道半径,故A错误;比例系数k是一个由中心天体决定而与行星无关的常量,但不是恒量,不同的星系中,k值不同,即只要是围绕同一中心天体运行的不同天体,公式都适用,包括以地球为中心天体的系统,故B错误,C、D正确.4.(开普勒第三定律的应用)阋神星是一个已知最大的属于柯伊伯带及海王星外天体的矮行星,因观测估算比冥王星大,在公布发现时曾被其发现者和NASA等组织称为“第十大行星”.若将地球和阋神星绕太阳的运动看作匀速圆周运动,它们的运行轨道如图所示.已知阋神星绕太阳运行一周的时间约为557年,设地球绕太阳运行的轨道半径为R,则阋神星绕太阳运行的轨道半径约为()A.3557R B.557RC.35572R D.5573R解析:选C.由开普勒第三定律R3地T2地=r3阋T2阋,得r阋=35572R,C正确.探究一对开普勒定律的理解【情景导入】1.图甲是地球绕太阳公转及四季的示意图,由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动的速度最大?哪一天绕太阳运动的速度最小?2.图乙是“金星凌日”的示意图,观察图中地球、金星的位置,地球和金星哪一个的公转周期更长?提示:1.冬至日;夏至日.由题图甲可知,冬至日地球在近日点附近,夏至日在远日点附近,由开普勒第二定律可知,冬至日地球绕太阳运动的速度最大,夏至日地球绕太阳运动的速度最小.2.地球.由题图乙可知,地球到太阳的距离大于金星到太阳的距离,根据开普勒第三定律可得,地球的公转周期更长一些.1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题行星的轨道都是椭圆,如图甲所示.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的,太阳处在椭圆的一个焦点上,如图乙所示,即所有轨道都有一个共同的焦点——太阳.因此开普勒第一定律又叫轨道定律.2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题(1)如图所示,如果时间间隔相等,由开普勒第二定律知,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.因此开普勒第二定律又叫面积定律.(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点.同一行星在近日点速度最大,在远日点速度最小.3.开普勒第三定律解决了行星公转周期的长短问题(1)如图所示,由a3T 2=k知椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越长,因此第三定律也叫周期定律.常量k与行星无关,只与太阳有关.(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕地球的运动,其中常量k与卫星无关,只与地球有关,也就是说k值大小由中心天体决定.【例1】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,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,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,a3火T2火=a3木T2木=k,⎝⎛⎭⎪⎫a火a木3=⎝⎛⎭⎪⎫T火T木2,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,D错误.[答案] C[针对训练1](多选)如图所示,两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动,用R、T、v、S分别表示卫星的轨道半径、周期、速度、与地心连线在单位时间内扫过的面积.下列关系式正确的有()A.T A>T B B.v A>v BC.S A=S B D.R3AT2A=R3BT2B解析:选AD.根据开普勒第三定律r3T2=k知,轨道半径越大,周期越大,所以T A>T B,故A、D正确;由v=2πrT知,v Av B=R A T BR B T A=R AR B×R3BR3A=R BR A<1,即v B>v A,故B错误;根据开普勒第二定律可知,应是同一卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等,故C错误.探究二开普勒定律的应用【情景导入】(1)太阳每天东升西落,这一现象是否说明太阳绕着地球运动呢?为什么?(2)行星m绕恒星M运动情况的示意图如图所示,则在A、B、C、D四个位置中,速度最大的是哪个位置?行星m从A运行到B过程中做加速运动还是减速运动?提示:(1)不能.太阳是太阳系的中心,地球等行星绕太阳运动.太阳东升西落,是因为地球的自转.(2)A减速运动1.适用范围:天体的运动可近似看成匀速圆周运动,开普勒第三定律既适用于做椭圆运动的天体,也适用于做圆周运动的天体.2.应用(1)知道了行星到太阳的距离,就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期.反之,知道了行星的周期,也可以计算或比较其到太阳的距离.(2)知道了彗星的周期,就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴长度,反之,知道了彗星的半长轴长度也可以求出彗星的周期.3.k值:表达式a3T2=k中的常数k,只与中心天体的质量有关,如研究行星绕太阳运动时,常数k只与太阳的质量有关,研究卫星绕地球运动时,常数k只与地球的质量有关.【例2】(多选)如图所示,对开普勒第一定律的理解,下列说法正确的是()A.在行星绕太阳运动一周的时间内,它到太阳的距离是不变化的B.在行星绕太阳运动一周的时间内,它到太阳的距离是变化的C.某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D.某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内[解析]由开普勒第一定律可知:行星绕太阳运动的轨道是椭圆,有时远离太阳,有时靠近太阳,故它到太阳的距离是变化的,A错误,B正确;行星围绕着太阳运动,由于受到太阳的引力作用而被约束在速度与引力所决定的平面内一定的轨道上,C正确,D错误.[答案]BC【例3】某行星绕一恒星运行的椭圆轨道如图所示,E和F是椭圆的两个焦点,O是椭圆的中心,行星在B点的速度比在A点的速度大.则该恒星位于()A.O点B.B点C.E点D.F点[解析]根据开普勒第一定律,恒星应该位于椭圆的焦点上,故A、B错误;根据开普勒第二定律,对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积,则行星在离恒星较近的位置速率较大,在远离恒星的位置速率较小,因为行星在B点的速度比在A点的速度大,则恒星位于E点,故C正确,D错误.[答案] C【例4】天文学家观察哈雷彗星的周期为76年,到太阳最近的距离为8.9×1010 m,试根据开普勒第三定律计算哈雷彗星到太阳最远的距离.太阳系的开普勒常量k可取3.354×1018 m3/s2.[解析]由开普勒第三定律知a3T2=k,所以a=3kT2=33.354×1018×(76×365×24×3 600)2m≈2.68×1012 m,彗星到太阳最远的距离为2a-8.9×1010m=(2×2.68×1012-8.9×1010)m≈5.27×1012 m.[答案] 5.27×1012 m[针对训练2]地球绕太阳运动的轨道是椭圆,因而地球与太阳之间的距离随季节变化.若认为冬至这天地球离太阳最近,夏至最远.则下列关于地球在这两天绕太阳公转时速度大小的说法中正确的是()A.地球公转速度是不变的B.冬至这天地球公转速度大C.夏至这天地球公转速度大D.无法确定解析:选B.冬至这天地球与太阳的连线短,夏至长.根据开普勒第二定律,要在相等的时间内扫过相等的面积,则在相等的时间内,冬至时地球运动的路径要比夏至时长,所以冬至时地球运动的速度比夏至时的速度大,B正确.[针对训练3](多选)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于T0 4B.从Q到N阶段,速率逐渐变大C.从P到Q阶段,角速度逐渐变小D.从M到N所用时间大于T0 2解析:选BCD.由开普勒第二定律用对称性可知,海王星从P运动到Q所用时间与从Q 回到P 所用时间相等,各为T 02,但从近日点到远日点即P 到Q ,海王星的速率逐渐减小、角速度在减小,故从P 到M 与从M 到Q 虽通过的路程相同,但所用的时间一定是从M 到Q 长,即从P 到M 所用时间小于T 04、从M 到Q所用时间大于T 04,再由对称性可知,从Q 到N 速率逐渐变大,从M 到N 的时间一定大于半个周期,A 错误,B 、C 、D 正确.[针对训练4] 已知两个行星的质量m 1=2m 2,公转周期T 1=2T 2,则它们绕太阳运动轨道的半长轴之比为( )A.a 1a 2=12 B.a 1a 2=21 C.a 1a 2=34 D.a 1a 2=134解析:选C.根据开普勒第三定律a 3T 2=k ,又因为公转周期T 1=2T 2,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为a 1a 2=3T 21T 22=34. [A 级——合格考达标练]1.关于太阳系中各行星的轨道,以下说法错误的是( )A .所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B .有的行星绕太阳运动的轨道是圆C .不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D .不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同解析:选B.由开普勒第一定律知八大行星的轨道都是椭圆,A 正确,B 错误;不同行星离太阳远近不同,轨道不同,半长轴也就不同,C 、D 正确.2.关于环绕地球运动的卫星,下列说法正确的是( )A .分别沿圆轨道和椭圆轨道运动的两颗卫星,不可能具有相同的周期B .沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率C .在赤道上空运动的两颗同步卫星,它们的轨道半径有可能不同D .沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合解析:选 B.由开普勒第三定律可知,当圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等时它们运行周期相等,A 错误;由开普勒第二定律可知,当卫星在沿椭圆轨道运行过程中到地心距离相等时速率相同,B 正确;同步卫星周期一定,由开普勒第三定律可知其轨道半径一定相同,C 错误;沿不同的圆形轨道、椭圆轨道运行的卫星,只要求地心位于轨道平面的圆心或椭圆面的一个焦点上,不同轨道平面可与赤道面成不同夹角、轨迹可有不同交点,故能经过同一点的卫星轨道面不一定重合,D 错误.3.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星,到太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍,则该行星绕太阳公转的周期是( )A .10年B .2年C .4年D .8年解析:选D.设地球轨道半径为R ,则行星的轨道半径为4R ,根据开普勒第三定律得R 3T 2=(4R )3T 2行,解得:T 行=43T =8T ,地球的公转周期为1年,则说明该行星的公转周期为8年,故D 正确.4.某行星沿椭圆轨道运行,远日点到太阳的距离为a ,近日点到太阳的距离为b ,过远日点时行星的速率为v a ,则过近日点时的速率为( )A.b a v aB . a b v a C.a b v a D . ba v a解析:选C.在行星经过近日点与远日点时各取一段相等的极短时间Δt ,由开普勒第二定律可知,行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等,则有12b v b Δt =12a v a Δt ,解得v b =a b v a ,C 正确.5.(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法正确的是( )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:选ABC.根据开普勒第二定律,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)、角速度都较大,A、B正确;向心加速度a=v2R,在近日点,v大,R小,因此a大,C正确;根据开普勒第三定律r3T2=k,则r31r32=T21T22=762,即r1=35 776r2,D不正确.[B级——等级考增分练]6.火星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示,M、N、P是火星依次经过的三个位置,F1、F2为椭圆的两个焦点.火星由M到N和由N到P的过程中,通过的路程相等,火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S1和S2.已知由M→N→P过程中,火星速率逐渐减小.下列判断正确的是()A.太阳位于焦点F2处B.S1<S2C.在M和N处,火星的角速度ωM<ωND.在N和P处,火星的动能E k N<E k P解析:选B.已知由M→N→P过程中,火星速率逐渐减小,根据开普勒第二定律可知,火星和太阳的距离越来越大,即太阳位于焦点F1处,故A错误;火星由M到N和由N到P的过程,通过的路程相等,速率逐渐减小,所以火星由M到N的运动时间小于由N到P的运动时间,根据开普勒第二定律可知单位时间内扫过的面积相等,因此S1<S2,故B正确;因v=ωr,v M>v N>v P,r N>r M,所以火星的角速度ωM>ωN,火星的动能E k N>E k P,故C、D错误.7.我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第52、53颗北斗导航卫星.发射过程中,北斗52星的某一运行轨道为椭圆轨道,周期为T0,如图所示,则()A.卫星绕地球飞行的轨道是个椭圆,地球处于椭圆的中心B.卫星在A→B→C的过程中,速率逐渐变大C.卫星在A→B过程所用的时间小于T0 4D.在C点卫星速度有最大值解析:选 C.由开普勒第一定律可知,卫星绕地球飞行的轨道是个椭圆,地球处于椭圆的一个焦点上,故A错误;根据开普勒第二定律可知,卫星在相等的时间内扫过的面积相等,卫星在A→B→C的过程中,卫星与地球的距离增大,速率逐渐变小,在C点卫星速度有最小值,故B、D错误;卫星在A→B→C的过程所用的时间是半个周期,由于这段运动过程中速率逐渐变小,A→B、B→C 的路程相等,所以卫星在A→B过程所用的时间小于B→C过程所用的时间,则卫星在A→B过程所用的时间小于T04,故C正确.。
行星的运动教案设计
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一、教案基本信息1. 教案名称:行星的运动教案设计2. 适用年级:八年级3. 学科领域:物理4. 教学时长:45分钟二、教学目标1. 让学生了解行星的运动特点,掌握开普勒定律。
2. 培养学生通过观察、分析、归纳等方法研究物理问题的能力。
3. 激发学生对天文学的兴趣,培养其探索宇宙奥秘的热情。
三、教学内容1. 行星的运动特点2. 开普勒定律的发现3. 开普勒定律的表述4. 行星运动规律的应用5. 太阳系中的行星运动四、教学重点与难点1. 重点:行星的运动特点,开普勒定律的表述及应用。
2. 难点:开普勒第三定律的理解和应用。
五、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生通过观察、分析、归纳来探究行星的运动规律。
2. 利用多媒体课件,展示行星运动的动态过程,增强学生的直观感受。
3. 结合历史背景,讲述开普勒定律的发现过程,激发学生的学习兴趣。
4. 开展小组讨论,培养学生合作探究的能力。
六、教学步骤1. 引入新课:通过讲解太阳系行星的运动,引发学生对行星运动特点的好奇心。
2. 探究行星运动特点:让学生观察多媒体课件中的行星运动轨迹,引导学生发现行星运动的规律。
3. 讲解开普勒定律:介绍开普勒定律的发现过程,讲解第一、第二、第三定律的内容。
4. 应用开普勒定律:分析太阳系中行星的运动,让学生运用开普勒定律解释行星的运动规律。
5. 课堂小结:总结本节课所学内容,强调开普勒定律在解释行星运动中的重要性。
七、教学活动1. 观察行星运动轨迹:让学生利用多媒体课件观察不同行星的运动轨迹。
2. 小组讨论:学生分组讨论行星运动的规律,分享各自的发现。
3. 展示成果:各小组派代表向全班同学展示讨论成果,讲解行星运动的规律。
4. 思维导图:学生绘制思维导图,总结开普勒定律的内容及应用。
八、作业布置1. 复习开普勒定律的内容,理解行星运动的规律。
2. 结合教材,思考开普勒定律在实际中的应用,如地球的公转等。
3. 预习下一节课内容,了解行星运动的其他解释模型。
关于《行星的运动》(教案)
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《行星的运动》教案关于《行星的运动》教案(通用12篇)作为一名老师,就有可能用到教案,教案有助于顺利而有效地开展教学活动。
那么你有了解过教案吗?下面是小编收集整理的关于《行星的运动》教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
《行星的运动》教案篇1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。
行星的运动教案
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行星的运动教案一、教学目标:1. 知识与技能:了解行星的运动规律,能够描述地球的自转与公转运动以及月球的绕地球运动。
2. 过程与方法:通过观察和实验证明地球的自转与公转运动以及月球的绕地球运动。
3. 情感态度价值观:培养学生对科学的兴趣,了解地球的美丽与神奇。
二、教学重难点:1. 了解行星的自转与公转运动。
2. 了解月球的绕地球运动三、教学过程:1. 导入:通过播放一段关于夜晚星空的视频,引起学生对行星运动的思考。
2. 概念讲解:(1)自转运动:讲解地球的自转运动,即地球以西向东自转一周所花的时间为一天,造成昼夜交替的现象。
(2)公转运动:讲解地球的公转运动,即地球绕太阳公转的运动,造成四季变化的现象。
(3)绕地运动:讲解月球绕地球运动的规律,即月球以逆时针方向绕地球公转一周所花的时间为一个月。
3. 实验探究:(1)实验一:利用一个篮球表示地球,一颗橙表示太阳,一个小球表示月球,橙球固定在教室中央,篮球在场地上自转,同时绕橙球公转,小球围绕篮球绕圈。
通过实验观察,学生发现地球自转一周为一天,地球公转一周为一年,月球绕地球一周为一个月。
(2)实验二:利用一个手电筒固定表示太阳,一个旋转台表示地球,一个小球表示月球。
通过手电筒照射地球,月球围绕地球运动,学生观察现象并记录下来。
4. 归纳总结:(1)与学生共同总结地球的自转与公转运动以及月球的绕地运动规律,澄清概念和规律。
(2)巩固知识点,解答学生的问题。
5. 练习与拓展:(1)让学生画出地球的自转与公转运动的示意图。
(2)让学生编写一首歌曲或小诗来表达地球的自转与公转运动,激发学生的创造力。
6. 课堂小结:通过本堂课的学习,学生们了解了行星的运动规律,掌握了地球的自转与公转运动以及月球的绕地运动。
同时通过实验探究,培养了学生科学实验的能力,激发了他们对科学的兴趣。
7. 课后作业:要求学生结合自己的实际观察,写一篇关于日月星辰运动的观察日记。
6.1行星的运动(教案)
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6.1 行星的运动(一)教学目标1、指示目标:了解人类对人类对行星运动规律的认识过程,知道开普勒三大定律2、能力目标:会利用地球的公转周期与公转半径计算任意一个太阳系行星半径的方法3、情感、态度、价值观:学习古人在追求真理时候的执着,研究问题的任性,培养学生健全的人格。
(二)教学过程●1、学生阅读书本两分钟,从书上获取信息提问1.古代人对天体运动存在哪些看法?2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么?3.哪种学说统治时间更长?为什么?板书:一、历史回顾板书:1、地心说资料:地心说的起源很早,最初由古希腊学者欧多克斯提出,经亚里士多德完善,又让托勒密进一步发展成为“地心说”。
在16世纪“日心说”创立之前的1000多年中,“地心说”一直占统治地位。
亚里士多德的地心说认为,宇宙是一个有限的球体,分为天地两层,地球位于宇宙中心,所以日月围绕地球运行,物体总是落向地面。
地球之外有9个等距天层,由里到外的排列次序是:月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天,此外空无一物。
上帝推动了恒星天层,才带动了所有天层的运动。
人类居住的地球,则静静地屹立在宇宙中心。
地球是宇宙的中心。
地球是静止不动的,太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。
统治很长时间的原因:①符合人们的日常经验;②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。
托勒密的“地心说”体系地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。
它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出,后来经托勒密(90-168)进一步发展而逐渐建立和完善起来。
板书:代表人物:托勒密(90-168)板书2、日心说太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳转动。
哥白尼的“日心说”体系约在公元前260年,古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。
但真正发展并完善日心说的,是来自波兰的哥白尼(1473-1543)。
板书:代表人物:哥白尼(1473-1543)资料:1.地球是球形的。
行星的运动教案
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行星的运动教案【篇一:行星的运动教学设计】第六章万有引力定律(一、行星的运动)教学目的:1.了解地心说和日心说两种不同的观点2.知道开普勒对行星运动的描述教学重点:知道开普勒对行星的描述教学过程:引入:在前面我们学习了力和运动,并且讲述了力和运动的关系:动力学。
介绍了几种常见的物体运动,本章将介绍一种新的力-------万有引力和一种新的运动实例--------行星的运动。
一地心说与日心说1.让同学自己阅读,找出地心说和日心说的观点:地心说:认为地球是宇宙的中心。
地球的静止不动的,太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。
日心说:认为太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳动动2.为什么地心说会统治人们很久时间。
3.古人是如何看待天体的运动:古人认为天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动。
4.谁首先对天体的匀速圆周运动的观点提出怀疑:开普勒二开普勒三定律开普勒通过四年多的刻苦计算,先后否定了十九种设想,最后了发现星运行的轨道不是圆,而是椭圆。
并得出了开普勒两条定律:开普勒第一定律:所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律:太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积如图:如果时间间隔相等,即t2-t1=t4-t3那么面积a=面积b开普勒第三定律: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。
r/t=k (k是一个与行星或卫星无关的常量,但不同星球的行星或卫星32k值不一定相等)其中m为行星质量,r为行星轨道半径,即太阳与行星的距离。
也就是说,太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。
而此时牛顿已经得到他的第三定律,即作用力等于反作用力,用在这里,就是行星对太阳也有引力。
同时,太阳也不是一个特殊物体,它用语言表述,就是:太阳与行星之间的引力,与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。
这就是牛顿的万有引力定律。
手把手教你制作行星的运动物理教案
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手把手教你制作行星的运动物理教案一、引言1.1 教学目标让学生了解行星运动的基本概念培养学生对行星运动物理的兴趣引导学生掌握制作行星运动物理教案的技巧1.2 教学内容行星运动的概念行星运动的物理原理制作行星运动物理教案的步骤与方法二、行星运动的基本概念2.1 教学目标让学生了解行星运动的定义使学生掌握行星运动的基本要素2.2 教学内容行星运动的定义及其特点行星运动的基本要素:轨道、速度、加速度等三、行星运动的物理原理3.1 教学目标让学生掌握行星运动的物理原理使学生了解行星运动与万有引力的关系3.2 教学内容行星运动的物理原理:开普勒定律、牛顿运动定律行星运动与万有引力的关系四、制作行星运动物理教案的步骤与方法4.1 教学目标让学生学会制作行星运动物理教案培养学生独立思考和合作交流的能力4.2 教学内容制作行星运动物理教案的步骤:确定教学目标、组织教学内容、设计教学活动等制作行星运动物理教案的方法:参考教材、查找资料、设计互动环节等五、总结与展望5.1 教学目标让学生总结本节课所学内容激发学生对下一节课的期待5.2 教学内容总结本节课所学内容:行星运动的基本概念、物理原理及教案制作方法展望下一节课:深入探讨行星运动的数学模型及其实际应用六、行星运动的数学模型6.1 教学目标让学生理解行星运动的数学描述使学生掌握行星运动的基本数学模型6.2 教学内容行星运动的数学模型:圆周运动、椭圆运动、抛物线运动行星运动数学模型的建立:引力作用下的运动方程七、行星运动的实际应用7.1 教学目标让学生了解行星运动在现实中的应用培养学生学以致用的能力7.2 教学内容行星运动在现实中的应用:天文学、航天工程、物理学研究等实际案例分析:行星探测器、行星卫星轨道设计等八、教案实践与评价8.1 教学目标让学生通过实践加深对行星运动物理的理解培养学生评估和改进教案的意识8.2 教学内容实施制作完成的行星运动物理教案:进行课堂教学实践评价教案的效果:学生反馈、教学目标达成情况、教案改进建议九、拓展学习资源9.1 教学目标让学生了解更多的学习资源培养学生自主学习的习惯9.2 教学内容推荐拓展学习资源:相关书籍、在线课程、学术文章等指导学生如何有效利用这些资源进行自主学习十、课程反馈与总结10.1 教学目标让学生反馈课程学习体验教师总结课程教学效果10.2 教学内容学生反馈:对课程内容、教学方法、学习资源等方面的意见和建议教师总结:对本节课的教学内容、教学过程、学生学习效果的总结十一、课堂教学活动设计11.1 教学目标让学生通过实践活动更好地理解行星运动的物理原理培养学生团队合作和解决问题的能力11.2 教学内容设计课堂讨论活动:让学生分组讨论行星运动的物理原理及其应用安排实验演示:通过模型演示行星运动的物理原理十二、作业与评估12.1 教学目标让学生通过作业加深对行星运动物理的理解培养学生评估和改进自身学习的能力12.2 教学内容布置相关作业:要求学生完成对行星运动物理原理的应用题或研究报告评估作业:根据学生的作业完成情况进行评估,并提供反馈十三、教学反思与改进13.1 教学目标让学生通过教学反思提高自身教学能力教师通过反思改进教学方法和策略13.2 教学内容教学反思:教师和学生对整个教学过程进行反思,包括教学内容、教学方法、学生反馈等教学改进:根据反思结果,教师调整教学方法和策略,以提高教学效果十四、行星运动物理教案案例分析14.1 教学目标让学生通过分析具体教案案例,掌握行星运动物理教案的设计方法培养学生分析和评价教案的技能14.2 教学内容分析行星运动物理教案案例:选取典型案例进行分析,包括教学目标、教学内容、教学活动等评价教案案例:学生相互评价教案的合理性和有效性,并提出改进建议十五、课程设计与教学策略总结15.1 教学目标让学生总结整个课程设计及其教学策略教师总结课程教学效果和经验教训15.2 教学内容课程总结:学生和教师对整个课程设计及其教学策略进行总结,包括教学目标、教学内容、教学方法等教学经验教训:教师总结教学过程中的成功经验和不足之处,为学生今后的学习提供指导重点和难点解析本文主要介绍了制作行星的运动物理教案的过程,重点包括行星运动的基本概念、物理原理、数学模型、实际应用、教案制作方法等。
行星的运动物理教案

行星的运动物理教案一、教学目标1. 让学生了解行星运动的基本概念,如行星、椭圆轨道、开普勒定律等。
2. 使学生掌握行星运动的物理原理,如万有引力定律、向心力等。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和解决问题的能力。
二、教学内容1. 行星运动的基本概念:行星、椭圆轨道、开普勒定律。
2. 万有引力定律:概念、公式、适用范围。
3. 向心力:概念、公式、作用。
4. 行星运动的规律:椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道。
5. 行星运动的速度、加速度和周期:公式、计算方法。
三、教学重点与难点1. 重点:行星运动的基本概念、物理原理、开普勒定律、万有引力定律、向心力。
2. 难点:椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道的性质和计算,行星运动的速度、加速度和周期的计算。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解行星运动的基本概念、物理原理、开普勒定律、万有引力定律、向心力等。
2. 利用图形、动画等直观教学手段,展示行星运动的轨迹和物理过程。
3. 引导学生进行观察、思考和讨论,提高学生的参与度和积极性。
4. 布置练习题,巩固所学知识,提高学生的实际应用能力。
五、教学安排1. 第一课时:介绍行星运动的基本概念,讲解椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道的性质。
2. 第二课时:讲解万有引力定律、向心力,分析行星运动的规律。
3. 第三课时:讲解行星运动的速度、加速度和周期,举例计算。
4. 第四课时:课堂讨论,提问回答,总结本章知识点。
5. 第五课时:布置作业,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对行星运动基本概念的理解。
2. 小组讨论:让学生分组讨论行星运动的物理原理,并展示讨论成果。
3. 练习题:布置相关的习题,检验学生对知识的掌握和运用能力。
七、教学拓展1. 介绍其他行星的运动特点,如火星、木星、土星等。
2. 探讨行星运动在天文学领域的应用,如行星探测、星系演化等。
3. 引导学生关注行星运动的研究动态,提高学生的科学素养。
行星的运动物理教案
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行星的运动物理教案一、教学目标1. 让学生了解行星的运动特点和规律,掌握开普勒定律。
2. 培养学生运用物理知识分析问题、解决问题的能力。
3. 引导学生运用观察、实验、推理等方法探究行星运动的规律。
二、教学内容1. 行星运动的基本概念:行星、椭圆、抛物线、双曲线。
2. 开普勒定律:第一定律(椭圆定律)、第二定律(面积定律)、第三定律(调和定律)。
3. 行星运动的速度、加速度和向心力。
三、教学重点与难点1. 重点:开普勒定律的理解和应用。
2. 难点:行星运动速度、加速度和向心力的计算。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生通过观察、实验、推理等方法探究行星运动的规律。
2. 利用多媒体课件辅助教学,直观展示行星运动的特点和规律。
3. 开展课堂讨论,鼓励学生发表自己的观点和思考。
五、教学过程1. 导入:简要介绍行星运动的基本概念,激发学生兴趣。
2. 探究开普勒定律:a. 引导学生观察椭圆、抛物线和双曲线,理解行星运动的轨迹。
b. 介绍开普勒第一定律,解释行星运动椭圆轨道的成因。
c. 讲解开普勒第二定律,引导学生理解行星运动速度与面积的关系。
d. 阐述开普勒第三定律,让学生掌握行星运动周期与半长轴的关系。
3. 行星运动的速度、加速度和向心力:a. 引导学生运用牛顿第二定律分析行星运动的向心力。
b. 讲解行星运动速度、加速度与轨道半径的关系。
c. 举例说明行星运动速度、加速度的计算方法。
4. 课堂练习:让学生运用开普勒定律和行星运动公式解决实际问题。
6. 作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学拓展1. 介绍太阳系中的行星运动:木星、土星、火星、金星、地球和月球。
2. 引导学生了解其他星系中的行星运动规律。
3. 探讨行星运动在天文学和航天领域的应用。
七、课堂互动1. 提问环节:让学生回答关于行星运动的问题,提高学生的参与度。
2. 小组讨论:分组讨论行星运动规律在实际问题中的应用。
3. 分享环节:邀请学生分享自己的学习心得和感悟。
行星的运动教案设计
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行星的运动教案设计物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
接下来是小编为大家整理的行星的运动教案设计,希望大家喜欢!行星的运动教案设计一课题 6.1 行星的运动教学目标知识与技能:知道地心说和日心说的基本内容。
学习开普勒三大定律,能用三大定律解决问题。
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:体会精确的观察记录在科学研究中的重要地位。
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: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。
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。
重难点:掌握天体运动的演变过程; 熟记开普勒三定律.课时安排:1课时新课引入:同学们,在前面的学习中我们已经学习了运动学静力学及动力学的基本知识并且用这些知识研究了地面上物体的运动,现在我们就放开视野,从今天开始我们来研究天空中的运动:天体运动。
首先是太阳系行星的运动.研究天体的运动是从古到今科学研究的永恒主题。
关于行星的运动,历史上有两种对立的说法,这是历史上牺牲最大的科学争论。
新课教学一、地心说1、地心说:认为地球是宇宙中心,任何星球都围绕地球旋转。
2、代表人物:托勒密(公元90——168年)3、存在条件:第一符合人们的日常经验,第二人们多信奉宗教神学,认为地球是宇宙中心。
但:随着观测精度的不断提高,地心说算出的行星位置偏离观测位置越来越大二、日心说1、日心说:太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动2、代表人物:哥白尼(1473——1543)3、存在条件:地心说解释天体运动不仅复杂,而且许多问题都不能解释。
而用日心说,许多天体运动的问题不但能解决,而且还变得特别简单。
进入高中物理的第一节课就学了参考系的选择,我们知道运动的描述是相对的,从表面上看,两学说只不过是参考系的改变.但大家要注意,这是一两千年前的争论,运动描述的相对性是物理学发展后,一非常现代的科学观点,它们所谓的静止是绝对静止,就像我们还没读书,没学物理时认为地面是绝对静止的,其它物体相对地面的在动叫做运动的物体,地心说的观点就是地球绝对静止,日心说的观点就是太阳绝对静止.现在看来古代的两种学说都不完善,地心说和日心说的共同点:天体的运动都是匀速圆周运动。
物理教案-行星的运动
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一、教学目标1. 让学生了解行星的运动特点和规律。
2. 使学生掌握开普勒定律及其在行星运动中的应用。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 行星的运动特点2. 开普勒定律3. 行星运动的规律三、教学重点与难点1. 教学重点:开普勒定律,行星运动的规律。
2. 教学难点:开普勒定律的理解和应用,行星运动的数学表达。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究行星运动的规律。
2. 利用多媒体演示,增强学生对行星运动现象的直观认识。
3. 案例分析法,分析实际问题,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
五、教学过程1. 导入:通过简要介绍行星的运动特点,激发学生对行星运动规律的兴趣。
2. 新课导入:介绍开普勒定律,引导学生理解行星运动的规律。
3. 课堂讲解:详细讲解开普勒定律的数学表达和应用,分析行星运动的规律。
4. 案例分析:分析实际问题,让学生运用开普勒定律解决行星运动问题。
5. 课堂练习:布置相关练习题,巩固学生对开普勒定律和行星运动规律的理解。
6. 总结与拓展:对本节课内容进行总结,提出课后思考题,引导学生深入研究行星运动。
六、教学评价1. 评价学生对开普勒定律和行星运动规律的理解程度。
2. 评估学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 考查学生在课堂练习中的表现,以及对知识的掌握和运用。
七、课后作业1. 复习开普勒定律和行星运动规律,总结相关知识点。
2. 完成课后练习题,巩固所学知识。
3. 选择一个实际问题,运用开普勒定律进行分析和解答。
八、教学反思在课后,教师应反思本节课的教学效果,包括学生的参与度、理解程度和反馈。
根据学生的实际情况,调整教学方法和策略,以便更好地满足学生的学习需求。
九、教学拓展1. 介绍其他行星运动的研究成果,如伽利略、牛顿等科学家的贡献。
2. 探讨行星运动在现代天文学和航天技术中的应用。
3. 引导学生关注天文现象,培养学生的观测兴趣和科学素养。
高中高一下册物理教案:行星的运动
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高中高一下册物理教案:行星的运动一、教学目标1.让学生理解开普勒三大定律,了解行星运动的规律。
2.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
3.激发学生对天文学的热爱,提高学生的科学素养。
二、教学重点与难点重点:开普勒三大定律的理解和应用。
难点:行星运动轨迹的推导。
三、教学过程1.导入(1)展示地球绕太阳运动的动画,引导学生关注行星的运动。
(2)提问:同学们,你们知道行星是如何运动的吗?它们有什么规律?2.探讨开普勒第一定律(1)介绍开普勒第一定律:行星沿椭圆轨道绕太阳运动,太阳位于椭圆的一个焦点上。
(2)展示椭圆轨道的动画,引导学生观察行星在椭圆轨道上的运动特点。
(3)让学生举例说明椭圆轨道在实际生活中的应用。
3.探讨开普勒第二定律(1)介绍开普勒第二定律:行星在轨道上运动时,连线太阳和行星的直线在相同时间内扫过的面积相等。
(2)展示开普勒第二定律的动画,引导学生观察行星在轨道上运动时,连线太阳和行星的直线扫过的面积变化。
(3)让学生思考:为什么行星在轨道上运动时,连线太阳和行星的直线扫过的面积相等?4.探讨开普勒第三定律(1)介绍开普勒第三定律:行星轨道半长轴的立方与公转周期的平方成正比。
(2)展示开普勒第三定律的图表,引导学生观察不同行星的轨道半长轴和公转周期之间的关系。
(3)让学生运用开普勒第三定律,计算地球和金星的公转周期。
5.课堂小结(2)强调开普勒三大定律在物理学和天文学中的重要性。
(3)鼓励学生在课后深入研究行星运动的相关知识。
6.作业布置(1)熟记开普勒三大定律。
(2)运用开普勒第三定律,计算不同行星的公转周期。
(3)查阅资料,了解开普勒三大定律的发现过程。
四、教学反思1.加强与学生互动,鼓励学生提问和发表见解。
2.在讲解开普勒第三定律时,适当拓展相关知识点,提高学生的学习兴趣。
3.在课后跟踪学生的学习情况,及时解答学生的疑问。
通过不断改进教学方法,提高教学效果,为学生的物理学习打下坚实的基础。
物理教案-行星的运动
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一、教学目标1. 让学生了解行星的运动特点和规律。
2. 使学生掌握开普勒定律,并能运用其解释行星的运动。
3. 培养学生的观察、思考和分析问题的能力。
二、教学内容1. 行星的运动特点行星沿椭圆轨道运动行星在椭圆轨道上的速度变化行星与太阳的距离与光照强度关系2. 开普勒定律第一定律:行星沿椭圆轨道运动第二定律:行星在椭圆轨道上的速度变化第三定律:行星与太阳的距离与光照强度关系三、教学重点与难点1. 重点:开普勒定律及其应用。
2. 难点:理解行星运动规律背后的物理意义。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解行星运动的特点和开普勒定律。
2. 运用案例分析法,分析实际行星运动数据,让学生更好地理解开普勒定律。
3. 开展小组讨论,让学生探讨行星运动规律在现实生活中的应用。
五、教学过程1. 导入:简要介绍行星运动的历史背景,激发学生的兴趣。
2. 讲解行星的运动特点,引导学生理解行星沿椭圆轨道运动、速度变化和光照强度关系。
3. 讲解开普勒定律,让学生掌握行星运动规律。
4. 分析实际行星运动数据,让学生运用开普勒定律解释行星运动。
5. 开展小组讨论,探讨行星运动规律在现实生活中的应用。
六、教学评价1. 评价学生对行星运动特点和开普勒定律的掌握程度。
2. 评价学生运用开普勒定律解释实际行星运动的能力。
3. 评价学生在小组讨论中的参与度和思考问题的深度。
七、教学资源1. 教材:《物理》2. 课件:行星运动特点和开普勒定律3. 网络资源:行星运动数据和图像八、教学进度安排1. 第1-2课时:讲解行星的运动特点2. 第3-4课时:讲解开普勒定律3. 第5课时:分析实际行星运动数据,运用开普勒定律解释行星运动4. 第6课时:开展小组讨论,探讨行星运动规律在现实生活中的应用九、课后作业1. 复习行星的运动特点和开普勒定律。
2. 分析一组实际行星运动数据,运用开普勒定律解释行星运动。
3. 结合生活实际,思考行星运动规律的应用。
十、教学反思在授课过程中,教师应不断反思教学方法是否适合学生的需求,是否能够有效地帮助学生理解行星运动规律。
行星的运动教案
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行星的运动教案教案标题:行星的运动教案教案目标:1. 了解行星的运动规律和基本特征。
2. 掌握行星运动的分类和描述方法。
3. 培养学生观察、分析和解释天体运动的能力。
4. 培养学生合作与交流的能力。
教学准备:1. 地球仪或模型,用于示范行星的运动。
2. 图表或幻灯片,用于展示行星的运动规律和特征。
3. 天文学书籍或网络资源,用于提供更多相关知识和案例。
4. 学生练习册或工作纸,用于学生的练习和巩固。
教学过程:引入:1. 引导学生回顾地球的自转和公转运动,引出行星的运动话题。
2. 展示一张行星运动的图片或视频,激发学生的兴趣和好奇心。
3. 提问学生,询问他们对行星运动的了解和观察。
探究:1. 分组讨论:将学生分成小组,每个小组选择一颗行星进行研究,并回答以下问题:- 行星的自转和公转方向是怎样的?- 行星的自转和公转速度有何特点?- 行星的轨道形状和倾斜角度有何规律?- 行星的运动周期和周期变化有何特点?2. 小组展示:每个小组向全班介绍他们选择的行星,并展示他们的研究成果。
3. 教师总结:根据学生的讨论和展示,总结行星的运动规律和特征,并与学生一起讨论。
拓展:1. 学生自主探究:鼓励学生自主选择一个感兴趣的行星,并深入研究其运动特征和相关知识。
2. 学生展示:学生可以用海报、PPT等形式展示他们的研究成果,并与同学分享。
巩固:1. 练习与讨论:提供一些行星运动的练习题,让学生在小组内讨论和解答,并与全班分享答案和解决思路。
2. 教师评价:教师对学生的讨论和解答进行评价,并提供必要的指导和反馈。
展望:1. 鼓励学生继续探究:激发学生对天体运动的兴趣,鼓励他们继续深入研究和探索。
2. 提供更多资源:向学生推荐相关的书籍、网站和天文观测活动,帮助他们进一步了解行星的运动。
教学反思:1. 教学方法:根据学生的实际情况,采用了讨论、展示和练习相结合的教学方法,激发了学生的学习兴趣和参与度。
2. 学生表现:学生在小组讨论和展示环节表现积极,能够合作与交流,但在个别学生的自主探究和练习中存在一定的困难,需要进一步指导和支持。
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行星的运动
【教学目的】
知识目标:了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程;知道开普勒对行星运动的描述。
能力目标:培养学生语言表达能力;协作能力;计算推理能力;以及在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设,再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法。
情感目标: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;激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。
【教学重点】“日心说”的建立过程和行星运动的规律
【教学难点】学生对天体运动缺乏感性认识;开普勒如何确定行星运动规律的
【教学仪器】录像,课件,图钉,纸,线
【教学方法】启发式综合教学法
【教学过程】
引入:
宇宙中有无数星系,与我们最密切的星系就是太阳系,首先我们通过一段录像来看一下太阳系的结构。
太阳系中有九大行星,这是我们早就获知的一个信息。
然而,2006年,8月24日国际天文学联合会大会通过新的行星定义,冥王星因不能清除其轨道附近其他天体而被“逐出”行星行列,编入“矮行星”。
这样的话,太阳系就只有八大行星了,今后教材对这一点内容会做相应的修改。
行星重新定义一事,表明人类对太阳系的认识又加深了一步,开始进入探测太阳系的黄金时代。
那么,在古时,人类是对太阳、月亮、地球等天体的运动有过什么样的看法?
新课教学
最早,人类从观察北极星常年不动,及北斗七星的回转现象认为天是圆的地是方的,即天圆地方。
直至公元二、三世纪才对宇宙中各天体的运动形成初步的理论——地心说。
公元16世纪又提出了日心说。
一、地心说
首先请地心说小组展示自己的ppt,简要介绍地心说的发展过程及主要内容。
地心说的主要内容是:地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做简单完美的圆周运动。
接下来有请日心说小组介绍其创立者和主要内容
二.日心说
日心说的内容:太阳是宇宙中心并且静止不动,地球围绕太阳做圆周运动,并且在自转,其他行星都围绕太阳做圆周运动。
过渡:我们现在知道地心说是错误的,哥白尼的日心说也并不完全正确,因为太阳并不是宇宙的中心,而是银河系中的一颗普通恒星,它也不是静止不动的。
但日心说比地心说更接近真理。
但日心说的传播必然危及教会的思想统治。
罗马教廷对公开支持日心说的科学家加以迫害,把日心说视为“异端邪说”。
可见,日心说最终战胜地心说是一个漫长而艰难的过程。
三.日心说的发展过程
请日心说发展史小组介绍为日心说的发展做出巨大贡献的科学家。
参看殉道者哥白尼学说的弘扬。
过渡:虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说,但仍然认为行星围绕太阳做简单的完美的圆周运动。
那么是谁纠正了这个观点,使“日心说”更彻底地否定地心说.开普勒。
提到开普勒我们就有必要先了解留给开普勒大量精确观测资料的人——丹麦的天文学家第谷·布拉赫(1546-1601)。
有请第谷小组讲述其对天文学的贡献。
参看第谷和开普勒的故事,两颗超新星——第谷和开普勒,建立万有引力的背景
过渡:第谷连续20年对750颗左右恒星进行观察并有准确记录,为开普勒革新行星运动理论,发展日心说奠定了基础,那么开普勒如何发现行星运动三大定律的呢?请开普勒小组介绍接下来,我们通过录像把从地心说到日心说的主要代表人物,它们的理论以及建立的宇宙体系作个总结。
看了录像和先前同学们的介绍,请大家谈谈:从哥白尼、布鲁诺、伽利略、第谷、开普勒这些科学家
的事迹中,我们受到了什么样的启迪?(从科学态度及研究方法来看)
相信真理,不迷信权威的实事求是的科学态度(哥白尼提出日心说,布鲁诺坚持宇宙无极限的思想,伽利略坚持相信天文观测的结果,支持日心说,开普勒放弃匀速圆周运动,采用椭圆轨道),一丝不苟、孜孜以求的精神,严谨的科学态度(哥白尼4个九年时间论证自己的理论,第谷20年时间坚持不懈的观察记录,开普勒16年对行星运动规律的探索(用开普勒自己的话说:“十六年了,我终于走向光明,认识到的真理远超出我的热切期望)),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,来实现人生价值.
四、开普勒定律
1.开普勒第一定律(轨道定律:教师补充作图,并展示课件)
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.
第一定律涉及到椭圆,接下来我们通过作图来了解有关椭圆的一些知识。
同学们手上有白板、纸、图钉、细线,根据做一做的要求画出椭圆。
图钉所处的位置就是椭圆的焦点,那么椭圆就有两个焦点。
过两焦点与椭圆相交的线段长就叫长轴,长轴的一半就叫半长轴,用字母a 来表示。
椭圆上任一点到两焦点的距离和是定值还是一个变化的值?。
有了椭圆的初步认识后,第一定律就更好理解了。
看课件。
八大行星运动的椭圆轨道并不相同,但太阳始终位于这些椭圆的同一个焦点上。
2.开普勒第二定律(面积定律)
第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积.
教师:如何来理解这个定律呢?我们还是利用刚
才所画的椭圆,行星在这个椭圆轨道上绕太阳运动。
行星好比作图中的哪个工具?笔。
太阳就在左侧焦
点。
这两者的连线就是左侧图钉到笔的绳长。
请同学
们让笔分别在近日处和远日处匀速地运动起来,在相
等的时间内,绳长扫过的面积是否相等?近日处小于
远日处。
依据第二定律,绳长扫过的面积要相等,笔
在哪处运动的快?
可见,第二定律揭示了行星并不做匀速率运动,而是近日处速率大于远日处。
3.开普勒第三定律
行星运动速度与行星距太阳远近有关,于是开普勒就联想到行星运动周期也应与行星到太阳的距离有关。
于是,他继续对着第谷留下的一堆数字去动脑子。
开普勒将人们最熟悉的地球到太阳间的距离R 定为1,地球绕太阳的公转周期T 是1年,以此为标准再换算其他行星的周期和到太阳的平均距离(半长轴a ),
从这一堆数据里怎么找出规律?我们总是从最简单的比例关系入手,由简单到复杂。
同学们所熟悉的比例关系有哪些?正比,反比,平方成正比,三次方成正比等等。
接下来我们就来找找看。
成正比就意味着a/T 是一个定值,反比意味着aT 是一个定值,以此类推。
开普勒当时没有计算器,就靠一只笔,做了无数次这样的加减乘除,用了整整九年的时间才得到两者的关系:a 的三次方和T 的二次方成正比的关系 大家看一下a 3与T 2的比值。
所有行星都是相同。
可见:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等,这就是行星运动的第三条定律
表达式可为:K T
a 23
a 表示椭圆的半长轴,T 代表公转周期 小结:开普勒第一定律否定了圆轨道;第二定律否定了匀速率运动;第三定律建立了所有行星之间的
联系。
开普勒三定律为后来牛顿发现万有引力定律奠定了基础,开普勒被称为天空的立法者。
1618~1621年,开普勒写了(哥白尼天文学概要>一书,把天文学的研究概括为5个方面:① 观测天象;② 提出对观测到的天象进行解释的假说;③ 宇宙论的物理或哲学;④ 推算天体过去与未来的方位;⑤ 有关的仪器制造和使用的机械学。
这一概括表明到开普勒时期,天文学已经具有了自己的研究对象、研究体系和研究程序,产生了近代自然科学的基本方法:进行观测一提出假说一形成理论一实践验证一实际应用。
这也正是自然科学革命首先在天文学领域开展的一个基本前提。
实验归纳和数学演绎相结合的方法,是科学研究的重要方法。
提问:行星轨道图。
同学们可以看到多数行星的轨道与圆十分接近.所以在中学阶段的研究中轨道就按圆来处理.开普勒三定律用于圆轨道时,应该怎样表述呢?
回答:(1)开普勒第一定律:大多数行星围绕太阳的轨道接近于圆,太阳在圆心上。
(2)开普勒第二定律:行星做匀速圆周运动。
(3)开普勒第三定律:所有行星的轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值都相等。
R 表示圆周运动的半径即轨道半径。
K T
R 23
五、小结和巩固练习
小结:
请同学们归纳,今本这一节课学习了哪些内容?
本节学习了托勒密的地心说、哥白尼的日心说、开普勒第一定律与开普勒第二定律、开普勒定律的重大意义。
为了便于记忆开这三条重要的定律,有一首打油诗:
第一定律画椭圆
第二定律限面积
周期半径归第三
天上从此再不乱。