第一篇：第一節(jié)“行星的運(yùn)動(dòng)”教案

第一節(jié)“行星的運(yùn)動(dòng)”教案

★教學(xué)目標(biāo)

1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。

2.學(xué)習(xí)開普勒三大定律，能用三大定律解決問(wèn)題。

3.了解人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真是來(lái)之不易的?！锝虒W(xué)過(guò)程

一、引入 師：同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中我們研究了地面上物體的運(yùn)動(dòng)，從今天開始我們來(lái)研究天空中的運(yùn)動(dòng)：天體運(yùn)動(dòng)。師：自古以來(lái)，當(dāng)人們仰望星空時(shí)，天空中壯麗璀璨的現(xiàn)象便吸引了他們的注意。智慧的頭腦開始探索星體運(yùn)動(dòng)的奧秘。直到二十一世紀(jì)的今天，科學(xué)迅猛發(fā)展，人類終于能夠飛出地球，登上月球。還能飛向萬(wàn)籟俱寂的茫茫太空，探索更遙遠(yuǎn)的星球。但你可知道：人類走到這一步經(jīng)過(guò)了多少艱辛曲折？在對(duì)行星規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程里人們經(jīng)歷了地心說(shuō)、日心說(shuō)及到開普勒定律。

二、地心說(shuō)

古希臘的天文學(xué)家和哲學(xué)家通過(guò)直接的感性認(rèn)識(shí)，認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)月亮等各星體都圍繞地球做簡(jiǎn)單的完美的圓周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榈匦恼f(shuō)符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)，如：太陽(yáng)從東邊升起，從西邊落下；同時(shí)也符合強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說(shuō)一度占據(jù)了統(tǒng)治地位。

代表人物：亞里士多德最先提出，古希臘的托勒密加以完善的

三、日心說(shuō)

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.再加上第谷等科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)及記錄的大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，用托勒密的“地心說(shuō)”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)是不是地球每天圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周呢？他假設(shè)地球并不是宇宙的中心，它與其他行星都是圍繞著太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).這就是“日心說(shuō)”的模型。日心說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，且太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽(yáng)做簡(jiǎn)單而完美的圓周運(yùn)動(dòng)。

代表人物：波蘭科學(xué)家哥白尼

四、地心說(shuō)與日心說(shuō)的碰撞

師：兩種學(xué)說(shuō)斗爭(zhēng)的時(shí)間很長(zhǎng)，雖然地心說(shuō)占據(jù)統(tǒng)治地位的時(shí)間長(zhǎng)，但最終日心說(shuō)戰(zhàn)勝了地心說(shuō)。師：“地心說(shuō)”占統(tǒng)治地位時(shí)間較長(zhǎng)的原因是由于它比較符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，如：太陽(yáng)從東邊升起，從西邊落下；同時(shí)它也符合當(dāng)時(shí)在政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點(diǎn).師：“日心說(shuō)”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f(shuō)”不能解析的現(xiàn)象“日心說(shuō)”則能說(shuō)明，也就是說(shuō)，“日心說(shuō)”比“地心說(shuō)”更科學(xué)、更接近事實(shí).例如：若地球不動(dòng)，晝夜交替是太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng)形成的.那么，每天的情況就應(yīng)是相同的，而事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不同，冷暖不同.而“日心說(shuō)”則能說(shuō)明這種情況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)形成的。師：雖然“地心說(shuō)”符合人們的經(jīng)驗(yàn)，但它還是錯(cuò)誤的.進(jìn)而說(shuō)明“眼見為實(shí)”的說(shuō)法并非絕對(duì)正確.例如：我們乘車時(shí)觀察到樹木在向后運(yùn)動(dòng)，而事實(shí)上并沒有動(dòng)(相對(duì)于地面).師：從目前科研結(jié)果和我們所掌握的知識(shí)來(lái)看，“日心說(shuō)”也并不是絕對(duì)正確的，因?yàn)樘?yáng)只是太陽(yáng)系的一個(gè)中心天體，而太陽(yáng)系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽(yáng)并不是宇宙的中心，也不是靜止不動(dòng)的.“日心說(shuō)”只是與“地心說(shuō)”相比更準(zhǔn)確一些罷了。師：經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們對(duì)“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”有了初步的認(rèn)識(shí)，事實(shí)上從“地心說(shuō)”向“日心說(shuō)”的過(guò)渡經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間，并且科學(xué)家們付出了艱苦的奮斗，哥白尼就是其中一位.他在哥倫布和麥哲倫猜想的基礎(chǔ)上，假設(shè)地球并不是宇宙的中心，而和其他天體一樣都是繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，從而使許多問(wèn)題得以解決，也建立起了“日心說(shuō)”的基本模型.但他的觀點(diǎn)不符合當(dāng)時(shí)歐洲統(tǒng)治教會(huì)的利益，因而受到了教會(huì)的迫害.使得這一正確的觀點(diǎn)被推遲一個(gè)世紀(jì)才被人們接受。前人的這種對(duì)問(wèn)題一絲不茍、孜孜以求的精神值得我們學(xué)習(xí)，所以我們對(duì)待學(xué)習(xí)要腳踏實(shí)地，認(rèn)認(rèn)真真，不放過(guò)一點(diǎn)疑問(wèn)。

讓學(xué)生課后閱讀“科學(xué)足跡” 觀看動(dòng)畫：日心說(shuō)示意圖；日地月 視頻文件：地球自轉(zhuǎn)與白天黑夜

五、開普勒三大定律 師：德國(guó)的物理學(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)資料及觀測(cè)數(shù)據(jù)，也是以行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來(lái)思考和計(jì)算的，因?yàn)椴还苁恰暗匦恼f(shuō)”還是“日 心說(shuō)”，都把天體運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。但結(jié)果總是與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有8′的角度誤差.當(dāng)時(shí)公認(rèn)的第谷的觀測(cè)誤差不超過(guò)2′（第谷是一個(gè)觀察天才，它通過(guò)對(duì)780顆左右的恒星持續(xù)觀察，將觀測(cè)結(jié)果從前人的10′偏差減小到2′）開普勒想，天體運(yùn)動(dòng)很可能不是勻速圓周運(yùn)動(dòng).在這個(gè)大膽思路下，開普勒又經(jīng)過(guò)四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于計(jì)算出行星是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，并且運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，證明了哥白尼的“日心說(shuō)”是正確的.并總結(jié)為行星運(yùn)動(dòng)三定律。

①開普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。（橢圓定律）

課本“做一做”，了解橢圓的特點(diǎn)。

可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來(lái)畫橢圓．如圖所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)．鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(diǎn)．

想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系? 觀看動(dòng)畫：開普勒第一定律

【問(wèn)題】：這一定律說(shuō)明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，那不同的行星繞大陽(yáng)運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎? 【解析】：不是。不同行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道不一樣，但這些軌道有一個(gè)共同的焦點(diǎn)，即太陽(yáng)所處的位置。觀看動(dòng)畫：開普勒第一定律(雙行星)【牢記】：不同行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道不一樣，但這些軌道有一個(gè)共同的焦點(diǎn)，即太陽(yáng)所處的位置。近日點(diǎn) 遠(yuǎn)日點(diǎn)

近日點(diǎn)

【補(bǔ)充】：因?yàn)榈剌S方向恒指向北極星方向，在近日點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)直射南回歸線（冬至），在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，太

遠(yuǎn)日點(diǎn)

陽(yáng)直射北回歸線（夏至）。在春分和秋分時(shí)候太陽(yáng)直射赤道。所以春夏比秋冬時(shí)間長(zhǎng)，但因?yàn)榈厍蜍壍澜咏趫A，所以相差不了幾天。

②開普勒第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積．（面積定律）

觀看動(dòng)畫：開普勒第二定律

【問(wèn)題】：行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，則行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率與在近日點(diǎn)的速率誰(shuí)大？

【解析】：根據(jù)相等時(shí)間的面積相等可知近日點(diǎn)速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速率?！纠斡洝浚盒行窃诮拯c(diǎn)的速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率。

③開普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．（周期定律）

a3若用a表示橢圓半長(zhǎng)軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，則開普勒第三定律告訴我們：2?k

T觀看動(dòng)畫：開普勒第三定律

a3【問(wèn)題】：公式2?k中的比例系數(shù)k可能與誰(shuí)有關(guān)？

T【解析】：開普勒第三定律知：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)．因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無(wú)關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽(yáng)，故這一常數(shù)“k"一定與中心天體——太陽(yáng)有關(guān) 【牢記】：k與中心天體(太陽(yáng))有關(guān)

例

1、我們假設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸為為a地，公轉(zhuǎn)周期為T地，火星繞太陽(yáng)運(yùn) 動(dòng)的軌道半徑為a火，公轉(zhuǎn)周期為T火，那這些物理量之間應(yīng)該滿足怎樣的關(guān)系？ 3r地日T地日2?3r火日T火日2?k(常量)

六、太陽(yáng)系 師：我們現(xiàn)在來(lái)了解一下太陽(yáng)系的各行星及其運(yùn)行情況。

師：自從冥王星于2006年8月24日被國(guó)際天文聯(lián)會(huì)取消其行星地位，降為“矮行星”后，從此太陽(yáng)系由“九大行星”變?yōu)椤鞍舜笮行?。我們先?lái)看一些圖片。

觀看動(dòng)畫：九大行星運(yùn)行圖；九大行星

七、開普勒三大定律的近似處理 師：從剛才的研究我們發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系行星的軌道與圓十分接近，所以在階段的研究中我們按圓軌道處理。這樣，開普勒三大定律就可以說(shuō)成 【牢記】：

①行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道是圓，太陽(yáng)處在圓心上。

②對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

③所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。若用R代表軌道半

R3徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律可以用公式表示為：2?k,k與太陽(yáng)有關(guān)。

T【參考資料】：給出太陽(yáng)系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供課后驗(yàn)證。

擴(kuò)展及注意：

a)普勒定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)它適用于所有的天體運(yùn)動(dòng)。只不過(guò)對(duì)于不同的中開

K火=3.36×10

k水=3.36×10 K金=3.35×10 K地=3.31×10

1818

R3R3R3心天體，2?k中的k值不一樣。如金星繞太陽(yáng)的2與地球繞太陽(yáng)的2是一樣的，TTTR3R3因?yàn)樗鼈兊闹行奶祗w一樣，均是太陽(yáng)。但月球繞地球運(yùn)動(dòng)的2與地球繞太陽(yáng)的2是

TT不一樣的，因?yàn)樗鼈兊淖阋蕴祗w不一樣。b)開普勒定律是根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)察結(jié)果而總結(jié)歸納出來(lái)的規(guī)律．它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來(lái)的規(guī)律．開普勒定律只涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)、幾何學(xué)方面的內(nèi)容，不涉及力學(xué)原因。

c)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述，不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題上有了依據(jù)，更澄清了人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究．

例

2、下列說(shuō)法中正確的是（ABCD）

A.大多數(shù)人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球處在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上

B.人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度是不斷變化的；在近日點(diǎn)附近速率大，遠(yuǎn)地點(diǎn)附近速率?。恍l(wèi)星與地心的連線，在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等

C.大多數(shù)人造地球衛(wèi)星的軌道，跟月亮繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道，都可以近似看做為圓，這些圓的圓心在地心處

D.月亮和人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，跟行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，遵循相同的規(guī)律 例

3、關(guān)于開普勒定律，下列說(shuō)法正確的是（ABC）

A.開普勒定律是根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不斷的、對(duì)行星位置觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析后獲得的結(jié)論

B.根據(jù)開普勒第二定律，行星在橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速度隨行星與太陽(yáng)之間距離的變化而變化，距離小時(shí)速度大，距離大時(shí)速度小

C.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道，可以近似看做為圓，即可以認(rèn)為行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D.開普勒定律，只適用于太陽(yáng)系，對(duì)其他恒星系不適用；行星的衛(wèi)星（包括人造衛(wèi)星）繞行星的運(yùn)動(dòng)，是不遵循開普勒定律的

例

4、地球繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌道是橢圓，因而地球與太陽(yáng)之間的距離隨季節(jié)變化。冬至這天地球離太陽(yáng)最近，夏至最遠(yuǎn)。下列關(guān)于地球在這兩天繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度大小的說(shuō)法中，正確的是（B）

A．地球公轉(zhuǎn)速度是不變的

B．冬至這天地球公轉(zhuǎn)速度大 C．夏至這天地球公轉(zhuǎn)速度大 D．無(wú)法確定

例

5、關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是（BD）

A、行星半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期越大 B、行星半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期越大 C、水星半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期最大 D、冥王星半長(zhǎng)軸最長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期最大

例

6、已知木星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍，則木星軌道半長(zhǎng)軸是地球軌道半長(zhǎng)軸的多少倍？ 3r木323r木T木rr地????木?3122?5.24【解析】：根據(jù)開普勒第三定律有T2T232木地r地T地r地

第二篇：行星的運(yùn)動(dòng)教案

7.1 行星的運(yùn)動(dòng)

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1、知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。

2、知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

3、知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。

4、理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。

2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力。★教學(xué)重點(diǎn)

開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 ★教學(xué)難點(diǎn)

對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用 ★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具

計(jì)算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備 ★教學(xué)過(guò)程

（一）引入新課

教師活動(dòng)：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。白天我們沐浴著太陽(yáng)的光輝，夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入無(wú)限的遐想中。由這些天體所組成的宇宙始終是人們渴望了解又不斷探索的領(lǐng)域。經(jīng)成百上千年的探索，偉大的科學(xué)家們對(duì)它已經(jīng)有了一些初步的了解。本節(jié)我們就共同來(lái)學(xué)習(xí)前人所探索到的行星的運(yùn)動(dòng)情況。

（二）進(jìn)行新課

1、古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的看法及發(fā)展過(guò)程

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一段，投影出示以下提綱：

1、古代人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法?

2、什么是“地心說(shuō)”，什么是“日心說(shuō)”?

3、哪種學(xué)說(shuō)占統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng)?

4、兩種學(xué)說(shuō)爭(zhēng)論的結(jié)果是什么? 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。

1、在古代，人們對(duì)于天體的運(yùn)動(dòng)存在著地心說(shuō)和日心說(shuō)兩種對(duì)立的看法。

次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)。因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無(wú)關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽(yáng)，故這一常數(shù)“k”一定與中心天體——太陽(yáng)有關(guān)。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

（四）實(shí)例探究

［例1］關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（）A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) C．水星軌道的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) D．冥王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng)

a3分析： 由開普勒第三定律2?k可知，a越大，T越大，故BD正確，C錯(cuò)誤；式中T的T是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯(cuò)。

答案：BD ［例2］已知木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸的 倍。

思維入門指導(dǎo)： 木星和地球均為繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第三定律的應(yīng)用。

a3解：由開普勒第三定律2?k可知：

T3a13a2對(duì)地球：2?k

對(duì)木星2?k

T1T22所以a2?3(T2/T1)?a1?5.24a1

a3點(diǎn)撥：在利用開普勒第三定律解題時(shí)，應(yīng)注意它們的比值2?k中的k是一個(gè)與行星

T運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的常量。

第三篇：行星的運(yùn)動(dòng)教案

第七章

萬(wàn)有引力與航天

全章概述

本章我們將學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律及其在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。萬(wàn)有引力定律是在哥白尼、伽利略、開普勒等人的天文學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，由牛頓運(yùn)用動(dòng)力學(xué)原理而發(fā)現(xiàn)的重要定律。它不僅能解釋重力產(chǎn)生的原因，也能夠解釋行星和衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。它是天文學(xué)上研究各種天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的依據(jù)，它所揭示的萬(wàn)有引力是自然界中四種基本相互作用之一。

要理解和掌握萬(wàn)有引力定律，并能用它解決相關(guān)的一些實(shí)際問(wèn)題，注意多結(jié)合航天技術(shù)、人造地球衛(wèi)星等現(xiàn)代科技知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，理解天體的運(yùn)動(dòng)，掌握其重點(diǎn)公式。人造地球衛(wèi)星和航天技術(shù)屬于現(xiàn)代科技發(fā)展的重要領(lǐng)域，因而有關(guān)人造地球衛(wèi)星和萬(wàn)有引力定律的考查每年都有相關(guān)題目，本章是近年高考的熱點(diǎn)。新課標(biāo)要求

1、理解萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容和公式。

2、掌握萬(wàn)有引力定律的適用條件。

3、了解萬(wàn)有引力的“三性”，即：①普遍性②相互性 ③宏觀性

4、掌握對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的分析。新課程學(xué)習(xí)

7.1 行星的運(yùn)動(dòng)

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1、知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。

2、知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

3、知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。

4、理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1、澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。

2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 ★教學(xué)難點(diǎn)

對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用 ★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。★教學(xué)工具

計(jì)算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備 ★教學(xué)過(guò)程

（一）引入新課

教師活動(dòng)：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。白天我們沐浴著太陽(yáng)的光輝，夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入無(wú)限的遐想中。由這些天體所組成的宇宙始終是人們渴望了解又不斷探索的領(lǐng)域。經(jīng)成百上千年的探索，偉大的科學(xué)家們對(duì)它已經(jīng)有了一些初步的了解。本節(jié)我們就共同來(lái)學(xué)習(xí)前人所探索到的行星的運(yùn)動(dòng)情況。

（二）進(jìn)行新課

1、古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的看法及發(fā)展過(guò)程

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一段，投影出示以下提綱：

1、古代人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法?

2、什么是“地心說(shuō)”，什么是“日心說(shuō)”?

3、哪種學(xué)說(shuō)占統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng)?

4、兩種學(xué)說(shuō)爭(zhēng)論的結(jié)果是什么? 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。

1、在古代，人們對(duì)于天體的運(yùn)動(dòng)存在著地心說(shuō)和日心說(shuō)兩種對(duì)立的看法。

2、“地心說(shuō)”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)，月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)；“日心說(shuō)”認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，地球，月亮以及其他行星都在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。

3、“地心說(shuō)”占領(lǐng)統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng).4、“日心說(shuō)”與“地心說(shuō)”爭(zhēng)論的結(jié)果是“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”.真理最終戰(zhàn)勝了謬誤。

2、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，投影出示以下提綱：

1、古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)?

2、開普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的？

3、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面的描述了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律？具體表述是什么？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。

1、古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng).2、開普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)。他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星作橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別。

3、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道、行星運(yùn)動(dòng)的線速度變化、軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。具體表述為：

第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。

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。即：

a3?k 2T比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量。

教師活動(dòng)：認(rèn)真聽取學(xué)生代表發(fā)言，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生深入探究：

［出示掛圖］介紹行星運(yùn)動(dòng)的掛圖，使學(xué)生對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí).［放錄像］使學(xué)生通過(guò)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的立體畫面的觀看，對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)一步提高.思考：比值k與行星無(wú)關(guān)，你能猜想出它可能跟誰(shuí)有關(guān)嗎? 實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理。開普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢？

學(xué)生活動(dòng)：分組討論，并根據(jù)課文、掛圖及錄像所提供的線索得出答案。學(xué)生代表發(fā)言。

根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)。因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無(wú)關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽(yáng)，故這一常數(shù)“k”一定與中心天體——太陽(yáng)有關(guān)。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

（四）實(shí)例探究

［例1］關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（）A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) C．水星軌道的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) D．冥王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) 2.為什么說(shuō)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)? a3分析： 由開普勒第三定律2?k可知，a越大，T越大，故BD正確，C錯(cuò)誤；式中T的T是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯(cuò)。

答案：BD ［例2］已知木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸的 倍。思維入門指導(dǎo)： 木星和地球均為繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第三定律的應(yīng)用。

a3解：由開普勒第三定律2?k可知：

T3a13a2對(duì)地球：2?k

對(duì)木星2?k

T1T22所以a2?3(T2/T1)?a1?5.24a1

a3點(diǎn)撥：在利用開普勒第三定律解題時(shí)，應(yīng)注意它們的比值2?k中的k是一個(gè)與行星

T運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的常量。

［例3］已知地球繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng)。在地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率越來(lái)越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運(yùn)動(dòng)情況將如何？

思維入門指導(dǎo)：行星的運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，因此本節(jié)知識(shí)常常和曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)相綜合。

解：由于地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有，F(xiàn)n?mv??，由開普勒第二定律知，地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中角速度?（單位時(shí)間內(nèi)地球與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的角度）也減小，故向心力Fn減小。若此向心力突然消失，則地球?qū)⒀剀壍赖那芯€方向做離心運(yùn)動(dòng)。

點(diǎn)撥：地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)雖然并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但向心力公式仍適用。任一時(shí)刻，地球的速度方向均沿橢圓的切線方向?！镎n余作業(yè)

1、課后完成P66“問(wèn)題與練習(xí)”中的問(wèn)題。

2、課后閱讀教材P64“科學(xué)足跡”欄目中的閱讀材料，體會(huì)人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程。參考下面的幾個(gè)問(wèn)題，分組討論，每個(gè)小組寫一篇讀后感。

（1）“地心說(shuō)”為什么能占領(lǐng)較長(zhǎng)的統(tǒng)治時(shí)間?（2）俗話說(shuō)“眼見為實(shí)”，這種說(shuō)法是否絕對(duì)正確?試舉例。（3）“日心說(shuō)”為什么能戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”?試舉例說(shuō)明。（4）“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)是否正確?（5）讀后有何啟發(fā)和感想？ 參考范文：

“地心說(shuō)”占領(lǐng)統(tǒng)治地位時(shí)間較長(zhǎng)的原因是由于它比較符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，如：太陽(yáng)從東邊升起，從西邊落下；同時(shí)它也符合當(dāng)時(shí)在政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點(diǎn).由于“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”，雖然“地心說(shuō)”符合人們的經(jīng)驗(yàn)，但它還是錯(cuò)誤的.進(jìn)而說(shuō)明“眼見為實(shí)”的說(shuō)法并非絕對(duì)正確.例如：我們乘車時(shí)觀察到樹木在向后運(yùn)動(dòng)，而事實(shí)上并沒有動(dòng)(相對(duì)于地面).“日心說(shuō)”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f(shuō)”不能解析的現(xiàn)象“日心說(shuō)”則能說(shuō)明，也就是說(shuō)，“日心說(shuō)”比“地心說(shuō)”更科學(xué)、更接近事實(shí).例如：若地球不動(dòng)，晝夜交替是太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng)形成的.那么，每天的情況就應(yīng)是相同的，而事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不同，冷暖不同.而“日心說(shuō)”則能說(shuō)明這種情況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)形成的。

從目前科研結(jié)果和我們所掌握的知識(shí)來(lái)看，“日心說(shuō)”也并不是絕對(duì)正確的，因?yàn)樘?yáng)只是太陽(yáng)系的一個(gè)中心天體，而太陽(yáng)系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽(yáng)并不是宇宙的中心，也不是靜止不動(dòng)的.“日心說(shuō)”只是與“地心說(shuō)”相比更準(zhǔn)確一些罷了。

經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們對(duì)“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”有了初步的認(rèn)識(shí)，事實(shí)上從“地心說(shuō)”向“日心說(shuō)”的過(guò)渡經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間，并且科學(xué)家們付出了艱苦的奮斗，哥白尼就是其中一位.他在哥倫布和麥哲倫猜想的基礎(chǔ)上，假設(shè)地球并不是宇宙的中心，而和其他天體一樣都是繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，從而使許多問(wèn)題得以解決，也建立起了“日心說(shuō)”的基本模型.但他的觀點(diǎn)不符合當(dāng)時(shí)歐洲統(tǒng)治教會(huì)的利益，因而受到了教會(huì)的迫害.使得這一正確的觀點(diǎn)被推遲一個(gè)世紀(jì)才被人們接受.前人的這種對(duì)問(wèn)題一絲不茍、孜孜以求的精神值得我們學(xué)習(xí)，所以我們對(duì)待學(xué)習(xí)要腳踏實(shí)地，認(rèn)認(rèn)真真，不放過(guò)一點(diǎn)疑問(wèn)。

★教學(xué)體會(huì)

思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

教材分析

本節(jié)內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是抽象的、陌生的，甚至無(wú)法去感知。對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)充滿好奇，又覺得非常神秘而不易理解。所以我們必須去引導(dǎo)學(xué)生了解人們對(duì)星體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，從“日心說(shuō)”和“地心說(shuō)”的內(nèi)容到其兩者之間的爭(zhēng)論，從第谷的精心觀測(cè)到開普勒的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在學(xué)生整體感知的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這些大師們的思路、方法及他們的一絲不茍的科學(xué)精神，并激發(fā)他們熱愛科學(xué)、探索真理的求知熱情。

要充分應(yīng)用好64頁(yè)課后閱讀材料。教學(xué)建議

日心說(shuō)、地心說(shuō)及兩者之間的爭(zhēng)論有許多內(nèi)容可以向?qū)W生介紹，教材為了簡(jiǎn)單明了地講述開普勒定律，沒有過(guò)多地?cái)⑹鲞@些內(nèi)容.教學(xué)中可以結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況向?qū)W生介紹有關(guān)的歷史材料，也可引導(dǎo)學(xué)生課外閱讀有關(guān)的讀物。這些內(nèi)容學(xué)生會(huì)很感興趣，又容易接受，也是我們進(jìn)行科學(xué)方法和思想教育的好素材。

學(xué)習(xí)本節(jié)課的目的是為下一節(jié)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律做鋪墊，對(duì)開普勒定律沒必要做過(guò)高要求。

第四篇：行星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

★課題 6.1 行星的運(yùn)動(dòng) ★教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能: 1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。

2.學(xué)習(xí)開普勒三大定律，能用三大定律解決問(wèn)題。

3.了解人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真是來(lái)之不易的。

(二)過(guò)程與方法: 4.體會(huì)精確的觀察記錄在科學(xué)研究中的重要地位。5.對(duì)過(guò)對(duì)開普勒三定律的學(xué)習(xí)了解天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀: 6.通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。

7.了解伽利略等科學(xué)家為科學(xué)獻(xiàn)身的精神，學(xué)習(xí)前人對(duì)問(wèn)題一絲不茍、孜孜以求的精神。

★重難點(diǎn)：

掌握天體運(yùn)動(dòng)的演變過(guò)程;熟記開普勒三定律.★課時(shí)安排:1課時(shí)

★新課引入：同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)學(xué)靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)并且用這些知識(shí)研究了地面上物體的運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在我們就放開視野,從今天開始我們來(lái)研究天空中的運(yùn)動(dòng)：天體運(yùn)動(dòng)。首先是太陽(yáng)系行星的運(yùn)動(dòng).研究天體的運(yùn)動(dòng)是從古到今科學(xué)研究的永恒主題。關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，歷史上有兩種對(duì)立的說(shuō)法，這是歷史上犧牲最大的科學(xué)爭(zhēng)論。

★新課教學(xué)

一、地心說(shuō)

1、地心說(shuō)：認(rèn)為地球是宇宙中心，任何星球都圍繞地球旋轉(zhuǎn)。

2、代表人物：托勒密(公元90——168年)

3、存在條件：第一符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，第二人們多信奉宗教神學(xué)，認(rèn)為地球是宇宙中心。但: 隨著觀測(cè)精度的不斷提高，地心說(shuō)算出的行星位置偏離觀測(cè)位置越來(lái)越大

二、日心說(shuō)

1、日心說(shuō)：太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)

2、代表人物：哥白尼（1473——1543）

3、存在條件：地心說(shuō)解釋天體運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜，而且許多問(wèn)題都不能解釋。而用日心說(shuō)，許多天體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題不但能解決，而且還變得特別簡(jiǎn)單。

進(jìn)入高中物理的第一節(jié)課就學(xué)了參考系的選擇,我們知道運(yùn)動(dòng)的描述是相對(duì)的,從表面上看,兩學(xué)說(shuō)只不過(guò)是參考系的改變.但大家要注意,這是一兩千年前的爭(zhēng)論,運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性是物理學(xué)發(fā)展后,一非?，F(xiàn)代的科學(xué)觀點(diǎn),它們所謂的靜止是絕對(duì)靜止,就像我們還沒讀書,沒學(xué)物理時(shí)認(rèn)為地面是絕對(duì)靜止的,其它物體相對(duì)地面的在動(dòng)叫做運(yùn)動(dòng)的物體,地心說(shuō)的觀點(diǎn)就是地球絕對(duì)靜止,日心說(shuō)的觀點(diǎn)就是太陽(yáng)絕對(duì)靜止.現(xiàn)在看來(lái)古代的兩種學(xué)說(shuō)都不完善，地心說(shuō)和日心說(shuō)的共同點(diǎn)：天體的運(yùn)動(dòng)都是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樘?yáng)、地球等天體都是運(yùn)動(dòng)的(運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的)，鑒于當(dāng)時(shí)對(duì)自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)能力，日心說(shuō)比地心說(shuō)更先進(jìn),在太陽(yáng)系中我們認(rèn)為太陽(yáng)是靜止的

師：“日心說(shuō)”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f(shuō)”不能解析的現(xiàn)象“日心說(shuō)”則能說(shuō)明，也就是說(shuō)，“日心說(shuō)”比“地心說(shuō)”更科學(xué)、更接近事實(shí).例如：若地球不動(dòng)，晝夜交替是太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng)形成的.那么，每天的情況就應(yīng)是相同的，而事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不同，冷暖不同.而“日心說(shuō)”則能說(shuō)明這種情況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)形成的。

三、天才觀測(cè)家-第谷的觀測(cè)(純?nèi)庋塾^測(cè))

1、第谷（1546——1601）是丹麥的天文學(xué)家、觀測(cè)家，歷時(shí)20年的觀測(cè)，記錄了行星、月亮、彗星的位置。

2、第谷雖然本人沒有描繪出行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，但他積累的資料為開普勒的研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

天才觀測(cè)家又有一學(xué)生是天才數(shù)學(xué)家-----開普勒

他分析他導(dǎo)師-第谷數(shù)據(jù)得出結(jié)論：行星運(yùn)動(dòng)的軌道不是圓周運(yùn)動(dòng)而是繞橢圓運(yùn)動(dòng)

四、補(bǔ)充:簡(jiǎn)介橢圓(可使學(xué)生實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)橢圓)小結(jié)：兩個(gè)圖釘位置靠的越近，橢圓就越接近于圓

五、開普勒三定律：

1．開普勒第一定律——橢圓軌道定律

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。注意：九大行星的軌道半徑不同且所在的軌道平面不在同一個(gè)軌道平面上

開普勒指出運(yùn)動(dòng)軌道不是圓,那么就不可能如上兩學(xué)說(shuō)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),行星運(yùn)動(dòng)的速度是怎樣的呢? 2．開普勒第二定律——又叫面積定律

任何一個(gè)行星與太陽(yáng)的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。---------近快遠(yuǎn)慢 注意：行星環(huán)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的角速度不相等

小結(jié)：開普勒第一、二定律推翻了地心說(shuō)和日心說(shuō)所描述的天體是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的結(jié)論

3．開普勒第三定律(十年磨一劍)——又叫周期定律

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。即a3 ／ T2=k a3【問(wèn)題】：公式2?k中的比例系數(shù)k可能與誰(shuí)有關(guān)？

T【解析】：開普勒第三定律知：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)．因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無(wú)關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽(yáng)，故這一常數(shù)“k"一定與中心天體——太陽(yáng)有關(guān)【牢記】

拓展: a)開普勒定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)它適用于所有的天體運(yùn)動(dòng)。只不

R3R3過(guò)對(duì)于不同的中心天體，2?k中的k值不一樣。如金星繞太陽(yáng)的2與地球繞太陽(yáng)

TTR3R3的2是一樣的，因?yàn)樗鼈兊闹行奶祗w一樣，均是太陽(yáng)。但月球繞地球運(yùn)動(dòng)的2與地TTR3球繞太陽(yáng)的2是不一樣的，因?yàn)樗鼈兊闹行奶祗w不一樣。

T六.對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的處理方法

由于大多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近，因此，在中學(xué)階段的研究可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理，這樣開普勒三定律就可以這樣說(shuō)：

1、多數(shù)大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心

2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的速度不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(回到日心說(shuō))

3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即r3 ／ T2=k 典型例題： 例題1：

關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法中正確的（bd）A、行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越大 B、行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越大 C、水星的半長(zhǎng)軸最短，則公轉(zhuǎn)周期最大

D、冥王星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)，繞太陽(yáng)運(yùn)行的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng) 例題I1：書33頁(yè),問(wèn)題與練習(xí)1.最后:開普勒定律是根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)察結(jié)果而總結(jié)歸納出來(lái)的規(guī)律．它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來(lái)的規(guī)律．開普勒定律只涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)、幾何學(xué)方面的內(nèi)容，不涉及力學(xué)原因。是什么力使得行星做這種變速運(yùn)動(dòng)呢?且看下節(jié)內(nèi)容.作業(yè):閱讀科學(xué)足跡

★版式設(shè)計(jì): 6.1 行星的運(yùn)動(dòng)

1.兩種學(xué)說(shuō):(1)地心說(shuō):地球靜止

(2)日心說(shuō):太陽(yáng)靜止(絕對(duì)靜止)2.開普勒三定律:(1)開~~一~~:橢圓軌道定律

(2)開~~二~~:面積定律:----近快遠(yuǎn)慢

(3)開~~三~~:周期定律: a3 ／ T2=k(k只與中心天體太陽(yáng)有關(guān))拓展:開普勒定律適用于所有的天體運(yùn)動(dòng)。3.中學(xué)階段處理:(1)圓周運(yùn)動(dòng)

(2)勻速率

(3)r3 ／ T2=k

第五篇：《行星的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

《行星的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

【教材分析】

本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，是學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律及天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基礎(chǔ)和前提。本節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)是：知識(shí)內(nèi)容較少，但包含著的科學(xué)史料十分豐富，因此，本課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該立足于學(xué)生的科學(xué)精神的培養(yǎng)，讓學(xué)生在科學(xué)家關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的研究歷史中，感悟科學(xué)家求真、求簡(jiǎn)的研究思想和獻(xiàn)身于科學(xué)的精神?！驹O(shè)計(jì)說(shuō)明】

開普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律是本節(jié)課的中心內(nèi)容，圍繞這個(gè)中心內(nèi)容，所展開的是人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的艱難歷程，這正是對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理史、科學(xué)史教育的契機(jī)。通過(guò)對(duì)歷史的了解培養(yǎng)學(xué)生的歷史唯物主義觀點(diǎn)、辯證唯物注意觀點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生不迷信權(quán)威，不迷信教條的創(chuàng)新精神，樹立獻(xiàn)身科學(xué)的決心和信心是這節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。因此，激趣及展現(xiàn)科學(xué)家獨(dú)特的思維方式及推理方法是本設(shè)計(jì)的中心?！窘虒W(xué)流程】

展示我們所知道的宇宙—日心說(shuō)與地心說(shuō)—開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律—橢圓軌道特征—行星運(yùn)動(dòng)定律的意義—解決問(wèn)題 【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)與技能

認(rèn)識(shí)橢圓；了解人類對(duì)天體運(yùn)行的研究歷史；理解開普勒三定律。

二、過(guò)程與方法

通過(guò)對(duì)天體運(yùn)行研究歷史的了解，體會(huì)科學(xué)研究的一般思路與方法──質(zhì)疑、批判、猜測(cè)、觀察與實(shí)驗(yàn)。

三、情感態(tài)度價(jià)值觀

通過(guò)對(duì)天體運(yùn)行研究歷史的了解，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、勇于創(chuàng)新、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，感悟科學(xué)家對(duì)科學(xué)的執(zhí)著和獻(xiàn)身精神，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神。

【教學(xué)重點(diǎn)】

開普勒三定律。

【教學(xué)難點(diǎn)】

行星的橢圓軌道。體驗(yàn)和理解把實(shí)驗(yàn)歸納和數(shù)學(xué)演繹結(jié)合起來(lái)研究問(wèn)題的科學(xué)方法。

【教具準(zhǔn)備】

多媒體課件 實(shí)物投影儀 細(xì)線 圖釘 木板、白紙 鉛筆

【教學(xué)過(guò)程】

一、引入新課

（一）、我們所知道的宇宙——多媒體演示大宇宙，并閱讀文字：當(dāng)代天文學(xué)的研究成果表明：

宇宙是有層次結(jié)構(gòu)的、物質(zhì)形態(tài)多樣的、不斷運(yùn)動(dòng)發(fā)展的天體系統(tǒng)。

由小到大－衛(wèi)星、行星、恒星、星云、銀河系及河外星系、星系團(tuán)、本超星系團(tuán)。太陽(yáng)系－由八大行星、小行星、彗星和流星體組成;銀河系－由2500億顆類似太陽(yáng)的恒星和星際物質(zhì)構(gòu)成更巨大的天體系統(tǒng)； 星系團(tuán)－大約由10億個(gè)類似銀河系的河外星系聚集成大大小小的集團(tuán)； 本星系群－包括銀河系在內(nèi)約40個(gè)星系構(gòu)成的一個(gè)小星系團(tuán)。超星系團(tuán)－若干星系團(tuán)集聚在一起構(gòu)成更大、更高一層次的天體系統(tǒng)； 本超星系團(tuán)－本星系群和其附近的約50個(gè)星系團(tuán)構(gòu)成的超星系團(tuán)叫做本超星系團(tuán)。

（二）、多媒體演示太陽(yáng)系八大行星，指出冥王星為何不再是太陽(yáng)的行星。

二、新課教學(xué)

請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材p32第一自然段內(nèi)容討論思考下列問(wèn)題： 1.古代人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法？

2.“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)分別是什么？ 3.為什么“地心說(shuō)”在古代長(zhǎng)期被認(rèn)為是正確的？

教師講述：人類對(duì)天體運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，起源于托勒密的“地心說(shuō)”，經(jīng)哥白尼發(fā)展到了“日心說(shuō)”，開普勒的“行星運(yùn)動(dòng)定律”第一次為天體的運(yùn)動(dòng)立了法。而完全解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的則是“站在巨人肩膀上”的牛頓。

探究一：第谷、開普勒的研究 ．課件展示一：人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)歷史 課件展示二：地心說(shuō)與日心說(shuō)

（1）地心說(shuō)：認(rèn)為地球是宇宙中心，任何星球都圍繞地球旋轉(zhuǎn)。該學(xué)說(shuō)最初由古希臘學(xué)者歐多克斯提出，后經(jīng)亞里士多德、托勒密進(jìn)一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來(lái)。盡管它把地球當(dāng)作宇宙中心是錯(cuò)誤的，然而地心說(shuō)是世界上第一個(gè)行星體系模型，它的歷史功績(jī)不應(yīng)抹殺。

n

托勒密于公元二世紀(jì)，提出了自己的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，即“地心說(shuō)”.n

地心說(shuō)認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮及其他的行星都繞地球運(yùn)動(dòng)．

n

地心說(shuō)直到16世紀(jì)才被哥白尼推翻.（2）日心說(shuō)

n

日心說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)． n

1543 年哥白尼的《天體運(yùn)行論》 出版，書中詳細(xì)描述了日心說(shuō)理論.開普勒（1571-1630），德國(guó)天文學(xué)家，第谷的助手,擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)歸納，他按照勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嘗試性計(jì)算，與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有8分的角度偏差，哥白尼的“完美”“和諧”的勻速圓周運(yùn)動(dòng)第一次受到了懷疑.3．做一做：畫橢圓──認(rèn)識(shí)橢圓：兩個(gè)焦點(diǎn)、長(zhǎng)短半軸，橢圓上的點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和總從什么規(guī)律？

4．組織討論：分組討論──展示結(jié)果──師生評(píng)價(jià)──教師小結(jié)

（1）日心說(shuō)的基本內(nèi)容是什么？

所有行星都圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)是行星運(yùn)動(dòng)軌道的中心。

（2）第谷的主要貢獻(xiàn)是什么？

建立天文臺(tái)、創(chuàng)造觀測(cè)儀器，一生致力于對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的觀察和數(shù)據(jù)的收集整理，為開普勒的研究提供了有力的事實(shí)依據(jù)。

（3）開普勒對(duì)天體運(yùn)行規(guī)律研究的成果是什么？

師生總結(jié)──開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

1．所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

2．對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。

3．所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即

教師講述──式中的k是只與太陽(yáng)有關(guān)，與行星無(wú)關(guān)的常數(shù)。

教師講述──開普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律，奠定了現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓正是在這個(gè)基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)點(diǎn)模型、發(fā)明使用了微積分，舍棄了其它行星的影響，才發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，實(shí)現(xiàn)了天上、地上運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一。

實(shí)際上，行星的運(yùn)動(dòng)軌道十分接近圓，在中學(xué)階段的研究中我們按圓軌道處理。這樣就可以說(shuō)：

1．行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心；

2．對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；

3．所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。需要注意：（1）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過(guò)此時(shí)比值 k 是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量．

（2）行星的軌道都跟圓近似，因此計(jì)算時(shí)可以認(rèn)為行星是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．（3）開普勒定律是總結(jié)行星運(yùn)動(dòng)的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來(lái)的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從觀察行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來(lái)的．

【課堂練習(xí)】

例1：我們知道木星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，那么：（1）以木星繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌道為參考，太陽(yáng)處在什么位置？木星運(yùn)行中經(jīng)過(guò)軌道上的不同位置時(shí)線速度一樣嗎？如何改變？（2）地球、木星公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸分別是a1．a(chǎn)2，周期分別是T1．T2，則這四個(gè)數(shù)據(jù)間有什么關(guān)系？

解析：（1）一個(gè)焦點(diǎn)上，離太陽(yáng)近時(shí)線速度大，離太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)線速度小。木星由遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度增大，反之減小。（2）或

例2：若按近似處理辦法，上例中各問(wèn)題的結(jié)果如何？

解析：（1）圓心，不變。（2）

或 思考練習(xí)

1．第谷、開普勒是在怎樣的社會(huì)環(huán)境和科學(xué)技術(shù)條件下研究天體運(yùn)行規(guī)律，并得出結(jié)果的？ 2．蘇格拉底認(rèn)為，真理的產(chǎn)生就像嬰兒的出生一樣，是一個(gè)痛苦的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程需要自己的努力，更需要?jiǎng)e人的幫助。從本節(jié)課的學(xué)習(xí)，談?wù)勀銓?duì)此的理解。

三、新課小結(jié)

教師講述──開普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律，為人們揭開了天體運(yùn)動(dòng)的神秘面紗，使人們認(rèn)識(shí)到，天體的運(yùn)動(dòng)是可以被認(rèn)識(shí)的不是神秘莫測(cè)的，更重要的是動(dòng)搖了“上帝主宰一切”的神學(xué)思想對(duì)人們的束縛，開創(chuàng)了運(yùn)用科學(xué)方法研究宇宙天體的先河，催生了現(xiàn)代天文學(xué)。

四、布置作業(yè)

1．復(fù)習(xí)課文，繼續(xù)完成兩個(gè)思考題。書面完成課本“問(wèn)題與練習(xí)”1─4。

2．閱讀課本33頁(yè)“科學(xué)足跡”，撰寫小論文《艱難的歷程》。

3．思考問(wèn)題：是什么力使一顆星圍繞另一顆星運(yùn)動(dòng)？并預(yù)習(xí)下節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容。